|
|
Topological insulators and magnetic order
Šebesta, Jakub ; Carva, Karel (vedoucí práce) ; Hamrle, Jaroslav (oponent) ; Železný, Jakub (oponent)
Přítomnost defektů může významně ovlivnit fyzikálních vlastnosti materiálů. V závis- losti na povaze poruch je možné docílit zcela nových neobvyklých vlastností, ale i ztráty jejich jinak charakteristického chování. V této práci je rozebrán vliv vybraných defektů na fyzikální vlastnosti trojrozměrných topologických izolátorů, jmenovitě známé sloučeniny Bi2Se3. Navzdory přítomnosti zakázaného pásu v objemu materiálu se zde vyskytují neob- vyklé vodivé povrchové stavy chráněné časově reverzibilní symetrií. Ta zajišťuje stálost takových stavů vůči všem poruchám ji respektujícím. V opačném případě, např. přítom- ností magnetického pole, je naopak možné vyvolat jejich ztrátu. Náplní práce je popis vlivu jak magnetických příměsí tak přirozeně se vyskytujících defektů na elektronovou strukturu a z ní vyplývající fyzikální vlastnosti. Zejména je pak sledován vliv na disperzi povrchových stavů. Jelikož přítomnost povrchový stavů lze ovlivnit magnetickým polem, jsou zde rovněž pojednány magnetické výměnné interakce a s nimi související Curieovy teploty spojené s magnetickými příměsemi. Řešení zkoumaných vrstevnatých struktur v neposlední řadě pak dovoluje zabývat se nejen bodovými ale i rovinnými defekty jako jsou roviny dvojčatění a jejich vztahem k ostatním studovaným poruchám. 1
|
|
|
Magneto-optical gradient effect imaging of magnetic textures
Molnár, Tomáš ; Hamrle, Jaroslav (oponent) ; Arregi Uribeetxebarria, Jon Ander (vedoucí práce)
Foundations of magneto-optics (MO), the field studying the influence of magnetic fields and magnetization on the propagation of light within matter, had been laid over a century and a half ago. Since then, MO has become one of the most widely used methods for magnetic imaging at the micro-scale. In addition to the MO Faraday and Kerr effects, which are linear in magnetization, effects quadratic in magnetization (Voigt or Cotton-Mouton effect) or dependent on magnetization-gradients (gradient effect) were later found. In particular, the MO gradient effect was the last to be discovered, but as it only decorated magnetic domain boundaries, it has not attracted so far the same interest as the Kerr effect for magnetic imaging. This work investigates the usefulness of the magneto-optical gradient effect to characterize nanoscale spin configurations, such as domain walls in perpendicularly magnetized materials. We present a novel experimental approach to reveal the properties of the MO gradient effect by exploiting its symmetries with respect to the polarization of light. Further, we analytically express the corresponding signal using an available theoretical model. By comparing simulated MO gradient effect signals obtained from the transfer matrix method and experimentally retrieved signals, we explore the possibility of characterizing the internal spin structure of nanoscale magnetic domain walls.
|
|
|
Magneto-optical Kerr magnetometer with variable light wavelength
Plaskurová, Beáta ; Zázvorka, Jakub (vedoucí práce) ; Hamrle, Jaroslav (oponent)
Táto bakalárska práca sa venuje metódam merania hysteréznych kriviek. V rámci nej sme úspešne zostrojili tri rôzne magnetooptické Kerrove magnetometre, pričom sme využívali dva svetelné zdroje s rôznou vlnovou dĺžkou. Pri každej metóde sme merali Kerrov jav, konkrétne Kerrovu rotáciu, pri rôznych nastaveniach viacerých parametrov. Zistili sme, že tieto nastavenia skutočne ovplyvňujú presnosť meraní. Pri každom nastavení danej metódy sme určili chybu merania. Vďaka tomu sme potom boli schopní rozhodnúť, ktoré spôsoby merania Kerorovej rotácie sú vhodné, a ktoré naopak nie.
|
|
|
Laserová spektroskopie magneticky uspořádaných materiálů
Wohlrath, Vladislav ; Němec, Petr (vedoucí práce) ; Hamrle, Jaroslav (oponent)
V Laboratoři OptoSpintroniky je dlouhodobě vyvíjena experimentální metoda pro studium magnetických vzorků pomocí magneto-optických jevů kvadratických v magne- tizaci vzorku, jako je například Voigtův jev. Vlivem použité experimentální geometrie je v našem případě, na rozdíl od obdobných metod, možné používat také kryostat. Díky tomu je možné příslušné vzorky studovat jak za snížené, tak i za zvýšené teploty. V rámci této diplomové práce bylo identifikováno a následně odstraněno několik problémů, které praktické využití této metody doposud znemožňovaly. Použití metody bylo demonstro- váno v transmisní i reflexní geometrii pro feromagnetické vzorky CoFe a FeRh. Naše měření ukázala, že koeficient popisující kvadratickou magneto-optickou odezvu může být silně anizotropní, přičemž velikost této anizotropie i její znaménko silně závisí na po- užité vlnové délce světla. To má poměrně zásadní důsledky pro plánování a/nebo vy- hodnocování příslušných experimentů využívajících kvadratickou magneto-optiku, která v současné době přitahuje rostoucí pozornost díky nástupu zájmu o antiferomagnetickou spintroniku. 1
|
|
|
Magneto-optická magnetometrie tenkých feromagnetických vrstev s flexibilním substrátem
Střihavková, Julie ; Schmoranzerová, Eva (vedoucí práce) ; Hamrle, Jaroslav (oponent)
Tato práce se zabývá měřením magnetooptických jevů v tenkých magnetických multi- vrstvách, připravených na flexibilním substrátu. Hlavním cílem práce je určit podmínky experimentu vhodné pro studium tohoto typu vzorků pomocí magnetooptické metody. V rámci měření flexibilních vzorků byly popsány artefakty spojené jak s experimentál- ním uspořádáním, tak s vlivem pružného substrátu na polarizační stav procházejícího světla. Pro studovanou feromagnetickou vrstvu (Co) byla metodou ROT-MOKE určena přibližná hodnota uniaxiální magnetické anizotropie, která je spojena s pnutím ve vzorku. Získaná hodnota anizotropního pole je však zatížena značnou chybou. Magnetooptická měření se tak ukázala být vhodná ke studiu změn magnetických vlastností (například vlivem tepelně vyvolaného pnutí), pro určení přesných hodnot anizotropních konstant má metoda svá omezení. 1
|
|
|
Ultrarychlá laserová spektroskopie antiferomagnetů
Saidl, Vít ; Němec, Petr (vedoucí práce) ; Kužel, Petr (oponent) ; Hamrle, Jaroslav (oponent)
Tato práce se zabývá studiem dvou antiferomagnetických materiálů, které jsou principielně použitelné pro spintronické aplikace. V sérii vzorků FeRh jsme studovali teplotu přechodu mezi antiferomagnetickou a feromagnetickou fází. Vyvinuli jsme na optické odezvě založenou metodu na rychlé určení této teploty, která nám následně umožnila studovat s prostorovým rozlišením 1 μm magnetickou nehomogenity připravených vzorků. Dále jsme vyvinuli metodu pro nalezení Néelovy teploty a snadné osy magnetizace v tenkých filmech připravených z kovového kompenzovaného antiferomagnetu. Tuto metodu jsme úspěšně aplikovali na uniaxiální vzorek CuMnAs a diskutovali jsme její použitelnost i pro vzorky s biaxiální magnetickou anizotropií.
|
|
|
Investigation of spin structure and dynamics in magnetically ordered thin films
Janda, Tomáš ; Němec, Petr (vedoucí práce) ; Hamrle, Jaroslav (oponent) ; Reiss, Günter (oponent)
Název: Studium spinové struktury a dynamiky magneticky uspořádaných tenkých filmů Autor: Tomáš Janda Abstrakt: Tato dizertace se věnuje vývoji metod zobrazování a ultrarychlé manipulace magnetických textur, jako jsou magnetické domény a doménové stěny, a studiu s tím související dynamiky magnetizace. Soustředili jsme se na techniky, které jsou kromě feromagnetů aplikovatelné také na antiferomag- nety, zejména tenké antiferomagnetické filmy. Použité excitační techniky byly ponejvíce založené na přímém nebo nepřímém působení ultrakrátkých laserových pulzů. Studovali jsme pohyb doménových stěn vyvolaný přenosem úhlového mo- mentu hybnosti z kruhově polarizovaných femtosekundových laserových pulzů ve feromagnetu GaMnAsP a zjistili jsme, že pozorovaný makroskopický po- sun doménové stěny je možný pouze díky její setrvačnosti. V jiném experi- mentu jsme generovali pikosekundové pulzy elektrického proudu absorpcí ul- trakrátkých laserových pulzů ve fotovodivém spínači založeném na vertikální struktuře PIN diody a použili jsme je k excitaci magnetického filmu nane- seného přímo na povrchu diody. Pro zobrazování doménové struktury antifer- omagnetů jsme vyvinuli jednoduchou techniku laserového skenování založenou na...
|
|
|
Studium spinové dynamiky v hybridních strukturách založených na feromagnetic-kém polovodiči (Ga,Mn)As
Butkovičová, Dagmar ; Němec, Petr (vedoucí práce) ; Hamrle, Jaroslav (oponent) ; Žídek, Karel (oponent)
Studium spinové dynamiky v hybridních strukturách založených na feromagnetic- kém polovodiči (Ga,Mn)As Abstrakt: Tato disertační práce se zabývá studiem hybridních struktur feromagnet/polo- vodič, které velice zajímavé pro spintroniku. My jsme se zaměřili na heterostruktury, které obsahují feromagnetický polovodič (Ga,Mn)As, což je nejprozkoumanější mode- lový materiál ze skupiny zředěných magnetických polovodičů. Hlavním cílem této práce bylo podrobné studium jevu optického spinového krutu (Optical Spin Transfer Torque, OSTT), což je optická obdoba jevu STT, který se ve feromagnetických kovových vrstvách používá pro netermální přepínání směru magnetizace. V první části práce popisujeme experimenty, ve kterých jsme se pokusili dosáhnout netermální kontroly směru magne- tizace v (Ga,Mn)As s přispěním kontroly magnetické anizotropie pomocí mechanického napětí vyvolaného piezo-měničem (PZT) v hybridní struktuře (Ga,Mn)As/GaAs/PZT. Pro tento účel byla nejprve optimalizována příprava této struktury, která byla detailně tes- tována pomocí rentgenové difrakce a magneto-optických metod. Nicméně přepínání magnetizace působením jevu OSTT se nám nepodařilo dosáhnout. Navíc se ukázalo, že měřené nízkoteplotní výsledky jsou, navzdory velice detailní optimalizaci výroby studo- vané hybridní struktury na PZT, velice...
|
|
|
Investigation of spin structure and dynamics in magnetically ordered thin films
Janda, Tomáš ; Němec, Petr (vedoucí práce) ; Hamrle, Jaroslav (oponent) ; Reiss, Günter (oponent)
Název: Studium spinové struktury a dynamiky magneticky uspořádaných tenkých filmů Autor: Tomáš Janda Abstrakt: Tato dizertace se věnuje vývoji metod zobrazování a ultrarychlé manipulace magnetických textur, jako jsou magnetické domény a doménové stěny, a studiu s tím související dynamiky magnetizace. Soustředili jsme se na techniky, které jsou kromě feromagnetů aplikovatelné také na antiferomag- nety, zejména tenké antiferomagnetické filmy. Použité excitační techniky byly ponejvíce založené na přímém nebo nepřímém působení ultrakrátkých laserových pulzů. Studovali jsme pohyb doménových stěn vyvolaný přenosem úhlového mo- mentu hybnosti z kruhově polarizovaných femtosekundových laserových pulzů ve feromagnetu GaMnAsP a zjistili jsme, že pozorovaný makroskopický po- sun doménové stěny je možný pouze díky její setrvačnosti. V jiném experi- mentu jsme generovali pikosekundové pulzy elektrického proudu absorpcí ul- trakrátkých laserových pulzů ve fotovodivém spínači založeném na vertikální struktuře PIN diody a použili jsme je k excitaci magnetického filmu nane- seného přímo na povrchu diody. Pro zobrazování doménové struktury antifer- omagnetů jsme vyvinuli jednoduchou techniku laserového skenování založenou na...
|
|
|
Optical and magneto-optical properties of thin films of topological insulator Bi2Se3
Jambrich, Jakub ; Veis, Martin (vedoucí práce) ; Hamrle, Jaroslav (oponent)
Významným objektom výskumu v oblasti materiálov sa v posledných dvoch desaťročiach stali topologické izolátory. Ich hlavnou výhodou je, že sa na ich povrchu vytvárajú metalické vodivé stavy, v ktorých sa elektróny dokážu pohybovať, akoby ich efektívna hmotnosť bola takmer nulová. Táto vlasnosť má obrovský potenciál na využitie v novej generácii vysokorýchlostnej elektroniky. V tejto práci sa venujeme skúmaniu optických a magnetooptických vlastností topologického izolátoru Bi2Se3, ktoré sú kľúčové pre jeho ďalšie potenciálne využitie. Pomocou merania absorpcie na Landauových hladinách vo vysokom magnetickom poli určíme tvar disperzie elektrónovej štruktúry, ako aj šírku zakázaného pásu. Následne spektroskopickou elipsometriou v rozsahu viditeľného a blízkeho ultrafialového spektra odmeriame energetickú závislosť komplexnej relatívnej permitivity, ktorá je kľúčová pre popis optických vlastností.
|
host ::
RSS.