|
|
Studium vortexových stavů v magnetostaticky svázaných magnetických nanodiscích
Vaňatka, Marek ; Hrabec, Aleš (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Magnetické vortexy ve feromagnetických discích jsou charakterizovány pomocí smyslu stáčení magnetizace v rovině disku a pomocí směru vortexového jádra kolmého k rovině disku. Bylo představeno několik konceptů paměťových médií využívajících magnetické vortexy, a ty jsou proto v současné době intenzivně studovány. Tato práce se zabývá magnetostatickým propojením dvojic magnetických disků, konkrétně objasněním jejich vzájemného ovlivňování v průběhu nukleačního procesu. Nejprve bylo třeba studovat náhodnost jednotlivých disků, abychom zajistili, že nově znukleovaný stav je ovlivněn pouze blízkými magnetickými strukturami. Prověřili jsme naše litografické možnosti za účelem dosažení nejlepší možné geometrie. Dále představujeme koncept elektrického čtení směru spinové cirkulace s využitím jevu anizotropní magnetorezistence. Tato metoda umožňuje automatické měření, čímž bylo umožněno získání dostatečně velkého statistického souboru. Byly také provedeny výpočty křivek magnetorezistence, abychom byli předem schopni analyzovat chování naměřených dat. Nakonec jsme provedli komplementární měření pomocí mikroskopie magnetických sil.
|
|
|
Static and dynamic properties of nanostructured magnetic materials
Vaňatka, Marek ; Wintz, Sebastian (oponent) ; Dijken, Sebastiaan van (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
During the last years, magnetic materials and nanostructures have been intensively studied for their applications in recording media and logic circuits. This work follows our ongoing research in this field and mainly focuses on the static and dynamic properties of nanostructured materials, e.g., NiFe, CoFeB, and YIG. The thesis starts with a theoretical introduction showing the basic description of micromagnetic systems, ferromagnetic resonance (FMR), and spin-waves, including the mathematical description of spin-wave dispersion relations. This is followed by the description of experimental methods. Then we present the first experimental part concerning the nucleation process of magnetic vortices, i.e., the transition from the saturated state into the vortex spin configuration while decreasing the magnetic field. Magnetic imaging methods are used, namely Lorentz transmission electron microscopy and magnetic transmission X-ray microscopy. The results are correlated with electrical detection using the anisotropic magnetoresistance effect. The advantage of electrical measurements is their potential integrability into the microprocessor circuitry. In the results, we report that this process in nanometer- and micrometer-sized magnetic disks undergoes several phases with distinct spin configurations called the nucleation states. Moreover, we introduce the analysis of magnetic materials using a vector network analyzer (VNA), which is applied to the measurement of magnetic vortex resonance (evaluation of the gyrotropic frequency and the high-frequency modes as well), the ferromagnetic resonance of thin layers (extraction of basic magnetic material parameters), and propagating spin-wave spectroscopy (PSWS). Spin-wave spectroscopy is further developed to measure the dispersion relations of thin magnetic layers, which can serve as an essential characteristic used in the design of devices. Finally, we show a concept of an antenna device, separating the magnetic excitation from the sample itself, providing no need for electron lithography processes of the antenna fabrication onto the sample. This device has the form of a glass cantilever, on which the excitation antenna is fabricated, a connector, and a coupler. It is then placed on a tilt equipped x-y-z stage, and therefore it provides positionability to any place on the measured sample. The use of glass as the cantilever material enables navigation using a microscope and enables the use of optical detection methods, e.g., Brillouin light scattering (BLS) or Kerr effect.
|
|
|
Transportní vlastnosti jednorozměrných magnetických nanostruktur
Holobrádek, Jakub ; Liška, Jiří (oponent) ; Vaňatka, Marek (vedoucí práce)
Magnetické nanodráty jsou v posledních letech studovány, jelikož jejich specifické vlastnosti mohou být využity v aplikacích v mikroelektronice a senzorech. Tato práce se zabývá měřením transportních vlastností nanodrátů v magnetickém poli. Nanodráty, zkoumané v rámci práce, byly narosteny metodou chemické depozice z plynné fáze ve spolupráci s Technickou Univerzitou v Sydney. Hlavním úkolem práce bylo vyvinout proces kontaktování jednotlivých nanodrátů pomocí litografie elektronovým svazkem a jejich měření v magnetickém poli pomocí jevu anizotropní magnetorezistence. Dále byly provedeny základní charakterizace studovaných nanodrátů pomocí metod transmisní elektronové mikroskopie, energiově disperzní spektroskopie a mikroskopie magnetických sil.
|
|
|
Depozice metamagnetických tenkých vrstev s nízkým magnetickým tlumením
Hnilica, Ján ; Vaňatka, Marek (oponent) ; Uhlíř, Vojtěch (vedoucí práce)
Vlastnosti magnetického tlumení jsou ve slitině FeRh podmíněny stechiometrickým poměrem jednotlivých složek slitiny, počtem strukturních defektů a mírou epitaxe deponovaných vrstev na substrátu MgO(001). V této práci je objasněn mechanismus jednotlivých příspěvků magnetického tlumení a studován vliv složení slitiny, strukturních defektů a míry epitaxe na výsledné magnetické tlumení. Pro přípravu tenkých vrstev FeRh bylo použito magnetronové naprašování, pro základní magnetickou charakteristiku vibrační magnetometrie a pro určení magnetického tlumení byla využita širokopásmová feromagnetická rezonance (VNA-FMR). S rostoucím obsahem atomů Rh ve slitině, snižující se mírou epitaxe a rostoucím počtem defektů byl pozorován významný nárust celkového magnetického tlumení.
|
|
|
Mikroskopie magnetických sil a transportní vlastnosti metamagnetických nanostruktur
Jaskowiec, Jiří ; Vaňatka, Marek (oponent) ; Uhlíř, Vojtěch (vedoucí práce)
Železo-rhodium (FeRh) je látka charakteristická svou fázovou přeměnou prvního druhu mezi antiferomagnetickou (AF) a feromagnetickou (FM) fází. U objemového FeRh je tato změna symetrická vůči směru přechodu. Symetrickou zůstává i při omezení objemového materiálu do tenké vrstvy FeRh. Tato práce se věnuje vlastnostem mezostruktur o laterální velikosti pod jeden mikrometr, ve kterých byla nedávno objevena asymetrie mezi přechodem AF-FM a FM-AF pomocí měření elektrického odporu nanodrátů FeRh v závislosti na teplotě. Pomocí metody mikroskopie magnetických sil v magnetickém poli kolmém na rovinu vzorku je zviditelněna fázová struktura mezostruktur FeRh při fázové přeměně. Kvantitativní analýzou měřeného magnetického signálu je ukázán vliv velikosti struktur na přechlazení FM fáze a skokový nárůst AF fáze při přechodu FM-AF.
|
|
|
Návrh zařízení pro měření magnetodynamických vlastností magnetických materiálů a nanostruktur
Roučka, Václav ; Vaňatka, Marek (oponent) ; Turčan, Igor (vedoucí práce)
Další rozvoj magnoniky, vědního oboru zabývajícího se fenoménem spinových vln, je spojen s výzkumem nových materiálů a struktur s užitečnými magnetodynamickými vlastnostmi. Jednou z experimentálních technik sloužících ke zjištění takových vlastností je měření feromagnetické resonance pomocí vektorového obvodového analyzátoru. Touto experimentální technikou se zabývá předložená bakalářská práce. Nejprve jsou zde stručně uvedeny teoretické základy dynamiky magnetizace a šíření elektromagnetických vln v mikrovlnných obvodech. Dále jsou v práci popsány jednotlivé komponenty experimentální sestavy a její konstrukce. Funkce zařízení je prezentována na měření feromagnetické resonance vzorku permalloye. Naměřená data jsou zpracována podle metod uvedených v této práci a na závěr jsou předloženy výsledné magnetodynamické vlastnosti permalloye.
|
|
|
Magnetické multivrstvy pro aplikace ve spintronice
Vaňatka, Marek ; Dvořák, Petr (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Magnetické multivrstvy jsou využitelné jako senzory magnetického pole nebo jako paměťové buňky v záznamových médiích. Zvládnutí metod přípravy a charakterizace struktur jako spin valve nebo magnetický tunelový článek je důležitý krok pro výzkum složitějších spintronických zařízení. Práce shrnuje základní teorii magnetismu, magnetotransportních vlastností a popisuje základní aplikace magnetických multivrstev. V experimentální části práce je popsána příprava magnetických multivrstev metodou iontového naprašování (IBS) s možností depozice s asistujícím iontovým svazkem (IBAD) a dále charakterizace těchto vrstev pomocí měření jevů anizotropní magnetorezistence (AMR), obří magnetorezistence (GMR) a tunelové magnetorezistence (TMR).
|
|
|
Depozice metamagnetických tenkých vrstev s nízkým magnetickým tlumením
Hnilica, Ján ; Vaňatka, Marek (oponent) ; Uhlíř, Vojtěch (vedoucí práce)
Vlastnosti magnetického tlumení jsou ve slitině FeRh podmíněny stechiometrickým poměrem jednotlivých složek slitiny, počtem strukturních defektů a mírou epitaxe deponovaných vrstev na substrátu MgO(001). V této práci je objasněn mechanismus jednotlivých příspěvků magnetického tlumení a studován vliv složení slitiny, strukturních defektů a míry epitaxe na výsledné magnetické tlumení. Pro přípravu tenkých vrstev FeRh bylo použito magnetronové naprašování, pro základní magnetickou charakteristiku vibrační magnetometrie a pro určení magnetického tlumení byla využita širokopásmová feromagnetická rezonance (VNA-FMR). S rostoucím obsahem atomů Rh ve slitině, snižující se mírou epitaxe a rostoucím počtem defektů byl pozorován významný nárust celkového magnetického tlumení.
|
|
|
Static and dynamic properties of nanostructured magnetic materials
Vaňatka, Marek ; Wintz, Sebastian (oponent) ; Dijken, Sebastiaan van (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
During the last years, magnetic materials and nanostructures have been intensively studied for their applications in recording media and logic circuits. This work follows our ongoing research in this field and mainly focuses on the static and dynamic properties of nanostructured materials, e.g., NiFe, CoFeB, and YIG. The thesis starts with a theoretical introduction showing the basic description of micromagnetic systems, ferromagnetic resonance (FMR), and spin-waves, including the mathematical description of spin-wave dispersion relations. This is followed by the description of experimental methods. Then we present the first experimental part concerning the nucleation process of magnetic vortices, i.e., the transition from the saturated state into the vortex spin configuration while decreasing the magnetic field. Magnetic imaging methods are used, namely Lorentz transmission electron microscopy and magnetic transmission X-ray microscopy. The results are correlated with electrical detection using the anisotropic magnetoresistance effect. The advantage of electrical measurements is their potential integrability into the microprocessor circuitry. In the results, we report that this process in nanometer- and micrometer-sized magnetic disks undergoes several phases with distinct spin configurations called the nucleation states. Moreover, we introduce the analysis of magnetic materials using a vector network analyzer (VNA), which is applied to the measurement of magnetic vortex resonance (evaluation of the gyrotropic frequency and the high-frequency modes as well), the ferromagnetic resonance of thin layers (extraction of basic magnetic material parameters), and propagating spin-wave spectroscopy (PSWS). Spin-wave spectroscopy is further developed to measure the dispersion relations of thin magnetic layers, which can serve as an essential characteristic used in the design of devices. Finally, we show a concept of an antenna device, separating the magnetic excitation from the sample itself, providing no need for electron lithography processes of the antenna fabrication onto the sample. This device has the form of a glass cantilever, on which the excitation antenna is fabricated, a connector, and a coupler. It is then placed on a tilt equipped x-y-z stage, and therefore it provides positionability to any place on the measured sample. The use of glass as the cantilever material enables navigation using a microscope and enables the use of optical detection methods, e.g., Brillouin light scattering (BLS) or Kerr effect.
|
|
|
Návrh zařízení pro měření magnetodynamických vlastností magnetických materiálů a nanostruktur
Roučka, Václav ; Vaňatka, Marek (oponent) ; Turčan, Igor (vedoucí práce)
Další rozvoj magnoniky, vědního oboru zabývajícího se fenoménem spinových vln, je spojen s výzkumem nových materiálů a struktur s užitečnými magnetodynamickými vlastnostmi. Jednou z experimentálních technik sloužících ke zjištění takových vlastností je měření feromagnetické resonance pomocí vektorového obvodového analyzátoru. Touto experimentální technikou se zabývá předložená bakalářská práce. Nejprve jsou zde stručně uvedeny teoretické základy dynamiky magnetizace a šíření elektromagnetických vln v mikrovlnných obvodech. Dále jsou v práci popsány jednotlivé komponenty experimentální sestavy a její konstrukce. Funkce zařízení je prezentována na měření feromagnetické resonance vzorku permalloye. Naměřená data jsou zpracována podle metod uvedených v této práci a na závěr jsou předloženy výsledné magnetodynamické vlastnosti permalloye.
|
host ::
RSS.