|
|
Spin wave propagation in structures with locally modified magnetic anisotropy
Roučka, Václav ; Flajšman, Lukáš (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Devices based on spin waves have the potential to be used in low-power data processing. Naturally, a successful application would require many of those devices to be interconnected on a chip. Such a chip would have to include steering of spin waves through turned waveguides. The issue of steering dipole-exchange spin waves through waveguides has not been sufficiently solved so far, as the tested designs lead to a loss of intensity and phase coherence. In the presented thesis, we have studied two systems, which could be exploited for spin-wave steering. First, we dealt with metastable iron-nickel thin films. The paramagnetic metastable fcc layer epitaxially grown on a Cu substrate can be transformed into a stable ferromagnetic bcc phase by a focused ion beam. This technique gives us spatial control over the transformation process, and the scanning strategy even allows us to determine the direction of magnetic anisotropy. Magnetic properties of structures prepared by this technique, together with spin-wave refraction between domains with different anisotropy directions, were characterized by Brillouin light scattering microscopy. Moreover, we have studied spin-wave propagation in a system with corrugation induced magnetic anisotropy. The corrugated magnetic film is created by focused electron beam-induced deposition of nonmagnetic ridges on a substrate and subsequent deposition of the magnetic material. Turned corrugated waveguides of different designs were prepared and we have measured spin-wave propagation through them by Brillouin light scattering microscopy. Micromagnetic simulations were also employed to provide further insight and to help us identify good experimental designs.
|
|
|
Konstrukce zařízení pro měření magnetických vlastností mikro a nanostruktur
Flajšman, Lukáš ; Dubroka, Adam (oponent) ; Spousta, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce pojednává o magneto-optických jevech s důrazem na Kerrův magneto-optický jev. Je předložen popis, který umožňuje kvantifikovat měřené veličiny na základě měření intenzity odraženého světla od vzorku. Dále je na jednoduchém fyzikálním modelu ukázán vznik anizotropie, kterou do původně izotropního vzorku zanese vnější magnetické pole. V technické části práce je rozebrána konstrukce zařízení, které umožňuje měřit magneto-optický Kerrův jev v longitudinální konfiguraci u struktur, jejichž rozměry jsou v řádu mikro/nano metrů. V závěrečné kapitole práce jsou předloženy výsledky měření tenkých vrstev Co a magnetických vortexů na Si substrátu, jejichž laterální rozměr je 1 m.
|
|
|
Korelovaná sondová a elektronová mikroskopie pro studium moderních magnetických nanomateriálů
Novotný, Ondřej ; Flajšman, Lukáš (oponent) ; Pavera, Michal (vedoucí práce)
Silný tlak na vývoj nových magnetických materiálů a jejich miniaturizaci, klade také důraz na vývoj nových analytických technik. Tato diplomová práce se zabývá vývojem a demonstrací korelované mikroskopie magnetických sil a elektronové mikroskopie, která je slibným nástrojem pro analýzu magnetických nanomateriálů. První část práce je věnována popisu fyzikálních základů mikromagnetismu se zaměřením na cylindrická nanovlákna. Na následujících stranách jsou popsány světelné, sondové, elektronové a synchrotronové metody pro mapování magnetických vlastností materiálů. V další části je popsán výzkum pohybu magnetických doménových stěn v cylindrických nanovláknech, který byl prováděný jako součást rozsáhlejší materiálové studie. Poslední část práce je věnována popisu vývoje korelované mikroskopie magnetických sil a elektronové mikroskopie na zařízení LiteScope. V rámci vývoje byl navržen a úspěšně otestován postup výroby magnetických sond. K výrobě sond bylo využito depozice indukované fokusovaným elektronovým svazkem a prekurzoru Co2(CO)8. V závěru práce je demonstrována vyvinutá technika na vícevrstevnatém Pt/Co vzorku, CoNi cylindrických nanovláknech, NiFe mikrostrukturách a FeRh metamagnetických nanoostrůvcích.
|
|
|
Vektorová Kerrova magnetometrie
Flajšman, Lukáš ; Veis,, Martin (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Moderní magnetické materiály a na nich postavená zařízení se v poslední době stávají značně komplexními s vysokými nároky jak na výrobu, tak na charakterizaci jejich vlastností. Z malého výčtu jevů, které sou schopny charakterizace takových struktur, v práci využíváme tu, jenž nese název magneto-optický Kerrův jev. V teoretické části řešíme odezvu elektromagnetické vlny při odrazu od rozhraní materiálu s nenulovou magnetizací. Dále se zabýváme návrhem a konstrukcí zařízení, které je schopno tuto odezvu detekovat. V experimentální části je funkčnost zařízení prokázána na různých magnetických systémech: metastabilních vrstvách železa, pro případ Stonerovy–Wohlfarthovy částice a v neposlední řadě na magnetických vortexech. Navržený rastrovací vektorový Kerrův magnetometer nám umožnil charakterizovat magnetické vzorky s rozlišením 500 nm.
|
|
|
Disperzní relace magnonických krystalů s netriviální prostorovou distribucí magnetické anizotropie
Wojewoda, Ondřej ; Hamrle,, Jaroslav (oponent) ; Flajšman, Lukáš (vedoucí práce)
Magnonika je poměrně novým vědním oborem zabývajícím se spinovými vlnami, což jsou kolektivní excitace magnetizace. Základními stavebními prvky magnonických obvodů, které umožňují kontrolu nad disperzí spinových vln jsou magnonické krystaly. Jejich periodická struktura zapříčiní vznik komplexní pásové struktury s pásem zakázaných frekvencí. Periodické struktury lze klasicky dosáhnout modulací tloušťky materiálu nebo skokovou změnou saturační magnetizace. Předložená práce se zabývá teoretickým popisem disperzních relací magnonických krystalů, kde je periodicity systému dosahováno modulací směru uniaxiální magnetické anizotropie a kontinuální změnou saturační magnetizace. Pro lepší vhled do chování spinových vln v prostředí se změnou magnetických vlastností je uvedena teorie popisující lom a odraz spinových vln na rozhraní, která byla dále ověřena numerickými simulacemi.
|
|
|
Magnetické vlastnosti materiálů založených na metastabilních vrstvách Fe-Ni
Křižáková, Viola ; Uhlíř, Vojtěch (oponent) ; Flajšman, Lukáš (vedoucí práce)
Metastabilní tenké vrstvy Fe78Ni22 na monokrystalickém substrátu Cu(100) jsou známy svou schopností strukturní a magnetické fázové přeměny indukované ozářením iontovým svazkem. Tato bakalářská práce se zabývá charakterizací magnetických vlastností vrstev Fe78Ni22 s důrazem na jejich anizotropní chování. V teoretické části je popsán analytický model popisující magnetické anizotropie v planárních strukturách a tenkých vrstvách i modifikace tohoto modelu pro systém Fe78Ni22/Cu(100). V experimentální části je nejprve podrobně prostudována anizotropie FeNi struktur transformovaných iontovým svazkem. Tyto vrstvy i struktury vykazují čtyřčetnou magnetickou anizotropii související s krystalovou bcc strukturou železa. Následně je ukázána možnost indukce uniaxiální anizotropie vhodnou strategií skenování iontovým svazkem během transformace. V poslední části práce je zjištěno nejvyšší laterální rozlišení magnetických struktur transformovaných fokusovaným iontovým svazkem a je připraven prototyp magnonického krystalu.
|
|
|
Magneto-optical investigation of spintronic materials
Vojáček, Libor ; Flajšman, Lukáš (oponent) ; Arregi Uribeetxebarria, Jon Ander (vedoucí práce)
The magneto-optical Kerr effect is a useful tool for accessing the magnetic properties of metallic surfaces. The magnetization reversal process controlled by an external applied field and magneto-optically measured can give us information about the anisotropic properties of magnetic systems. In the presented work, we review the theoretical aspects of magnetization reversal and the changes of light polarization upon reflection from a magnetized medium. Description of a functional, high-sensitivity magneto-optical setup based on the polarization modulation technique is given. The apparatus was assembled by modifying an already existing similar setup. Measurements on thin-film magnetic layers prove its functionality and reveal the properties of metamagnetic thin films from FeRh, which is a material with potential applications in spintronics.
|
|
|
Magneto-optical study of the dynamic properties of magnetic nanostructures and nanostructured metamaterials
Flajšman, Lukáš ; Chumak, Andrii (oponent) ; Revelosona, Dafiné (oponent) ; Spousta, Jiří (vedoucí práce)
The magnonics is the novel research topic in magnetism concerned with the physics of spin waves. The magnonics has the potential to introduce novel devices for wave-based computing with low power consumption. During the fabrication process of the magnonic devices using common materials and fabrication techniques, we are left only with a minimum means of how to alter the inherent properties of the magnetic materials. This highly limits the usability or versatility of the structures. This work introduces a novel material to the magnonics. The unique and highly deterministic properties of the structures prepared by focused ion beam direct writing into the metastable iron layer are presented and partially exploited in a set of prototypical structures prepared in the system. The important parameters of the system are extracted from the measurement of the spin-wave dispersion by the means of the phase-resolved Brillouin light scattering method. The findings are supported by the micromagnetic simulations and by using the analytical models. Three sets of novel magnonic devices that exploit the unique properties of the system are presented and tested.
|
|
|
Spin wave propagation in structures with locally modified magnetic anisotropy
Roučka, Václav ; Flajšman, Lukáš (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Devices based on spin waves have the potential to be used in low-power data processing. Naturally, a successful application would require many of those devices to be interconnected on a chip. Such a chip would have to include steering of spin waves through turned waveguides. The issue of steering dipole-exchange spin waves through waveguides has not been sufficiently solved so far, as the tested designs lead to a loss of intensity and phase coherence. In the presented thesis, we have studied two systems, which could be exploited for spin-wave steering. First, we dealt with metastable iron-nickel thin films. The paramagnetic metastable fcc layer epitaxially grown on a Cu substrate can be transformed into a stable ferromagnetic bcc phase by a focused ion beam. This technique gives us spatial control over the transformation process, and the scanning strategy even allows us to determine the direction of magnetic anisotropy. Magnetic properties of structures prepared by this technique, together with spin-wave refraction between domains with different anisotropy directions, were characterized by Brillouin light scattering microscopy. Moreover, we have studied spin-wave propagation in a system with corrugation induced magnetic anisotropy. The corrugated magnetic film is created by focused electron beam-induced deposition of nonmagnetic ridges on a substrate and subsequent deposition of the magnetic material. Turned corrugated waveguides of different designs were prepared and we have measured spin-wave propagation through them by Brillouin light scattering microscopy. Micromagnetic simulations were also employed to provide further insight and to help us identify good experimental designs.
|
|
|
Korelovaná sondová a elektronová mikroskopie pro studium moderních magnetických nanomateriálů
Novotný, Ondřej ; Flajšman, Lukáš (oponent) ; Pavera, Michal (vedoucí práce)
Silný tlak na vývoj nových magnetických materiálů a jejich miniaturizaci, klade také důraz na vývoj nových analytických technik. Tato diplomová práce se zabývá vývojem a demonstrací korelované mikroskopie magnetických sil a elektronové mikroskopie, která je slibným nástrojem pro analýzu magnetických nanomateriálů. První část práce je věnována popisu fyzikálních základů mikromagnetismu se zaměřením na cylindrická nanovlákna. Na následujících stranách jsou popsány světelné, sondové, elektronové a synchrotronové metody pro mapování magnetických vlastností materiálů. V další části je popsán výzkum pohybu magnetických doménových stěn v cylindrických nanovláknech, který byl prováděný jako součást rozsáhlejší materiálové studie. Poslední část práce je věnována popisu vývoje korelované mikroskopie magnetických sil a elektronové mikroskopie na zařízení LiteScope. V rámci vývoje byl navržen a úspěšně otestován postup výroby magnetických sond. K výrobě sond bylo využito depozice indukované fokusovaným elektronovým svazkem a prekurzoru Co2(CO)8. V závěru práce je demonstrována vyvinutá technika na vícevrstevnatém Pt/Co vzorku, CoNi cylindrických nanovláknech, NiFe mikrostrukturách a FeRh metamagnetických nanoostrůvcích.
|
host ::
RSS.