|
|
Laser control of the metamagnetic phase transition in FeRh nanostructrures
Velič, Alexander ; Dubroka, Adam (oponent) ; Arregi Uribeetxebarria, Jon Ander (vedoucí práce)
It has been recently shown that information writing speed in magnetic media could be greatly enhanced by utilizing ultrashort laser pulses, which enable coherent magnetization switching at the picosecond timescale. The equiatomic FeRh alloy, which features a first-order phase transition between antiferromagnetic (AF) and ferromagnetic (FM) order, constitute an interesting material for control of magnetic order using laser pulses. However, ultrashort laser pulses only promote the forward AF-to-FM transition, whereas the reverse FM-to-AF transition necessitates cooling and cannot be achieved via laser irradiation, at fast timescales. This work seeks to explore original ways of controlling the magnetic phase transition in FeRh mesostructures by exploiting the metastable character of supercooled FM states found in this system. Arrays of submicron FeRh structures were fabricated using lithography and their phase transition characteristics were investigated using magnetic force microscopy. Supercooled states and their properties were identified, with their response to illumination with ultrafast laser pulses being evaluated. It was seen that low power pulses can bring supercooled FM structures to the ground AF state, whereas high-power pulses induce the forward AF-to-FM transition, eventually achieving light-induced bidirectional control of the phase transition in FeRh.
|
|
|
Influence of the epitaxial strain at the lateral thin film-stripe interface on the Ferromagnetic-Antiferromagnetic phase coexistence in FeRh
Hrdinová, Sára ; Kepič, Peter (oponent) ; Zadorozhnii, Oleksii (vedoucí práce)
An equiatomic alloy FeRh exhibits a phase transition from antiferromagnetic to ferromagnetic ordering at a temperature about 350 K. This makes it an ideal material for studying exchange interactions between ferromagnetic and antiferromagnetic ordering within a single material system. In this work, we investigate the relaxation of the compressive epitaxial strain caused by nanopatterning of the FeRh film. Relaxation of this strain leads to the stabilization of the ferromagnetic phase, which could lead to the formation of a suitable interface between the relaxed ferromagnetic nanostripe and the compressed antiferromagnetic film. In this bachelor thesis we first describe in detail the magnetic properties of the materials and properties of the FeRh alloy with the emphasis on the phase transformation. Our experiments supported by recent literature research include depositing FeRh layers with thicknesses of 36 nm and 180 nm. After patterning by electron beam lithography, the samples were characterised using Magnetic Force Microscopy. These measurements show that the strain relaxation is strongly dependent on the orientation of the nanostripe with respect to the crystal structure of the substrate. For an orientation of 0°, the strain relaxation is more pronounced than for 45°. The 36 nm thin FeRh layers do not form a continuous phase boundary between the nanostripe and the full film in 1000 nm wide nanostripes. Instead, they form small domains that are indicative of the strain distribution in the structure. Layers of 180 nm thickness show a phase coexistence between the nanopatterned stripe and the film for stripes longer than 25 µm. Well-defined interfaces have been achieved for stripe widths from 1250 nm to 300 nm. For structures with wider stripes, the ferromagnetic phase at the edges of the continuous layer merges with the ferromagnetic phase in the nanostripe, thereby curving the interface. This merging is gradually broken at the interface in the thinner stripe with dimensions 800 nm and 600 nm. The stripe of width 300 nm shows a clear interface between its sides.
|
|
|
Spatial confinement effects in metamagnetic nanostructures
Jaskowiec, Jiří ; Klapetek, Petr (oponent) ; Uhlíř, Vojtěch (vedoucí práce)
New properties and effects caused by spatial confinement of materials have critical influence in many scientific and technical fields. Reduction of device sizes, increase of recording density and increasing process efficiency are current trends in electronic industry. In this work, the influence of spatial confinement on the metamagnetic phase transition in Iron-Rhodium (FeRh) is studied. The FeRh alloy exhibits a first order phase transition from the antiferromagnetic phase to the ferromagnetic phase. Using magnetic force microscopy in an out-of-plane magnetic field the phase domain structure is imaged and analyzed across the phase transition. Quantitative analysis of measured data is done using the height-height correlation function and its results are compared for different structure sizes and thin layer thicknesses.
|
|
|
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.
|
|
|
5f-electron Magnetism in Intermetallic Uranium Compounds
Vališka, Michal ; Sechovský, Vladimír (vedoucí práce) ; Šob, Mojmír (oponent) ; Veis, Martin (oponent)
Tato práce je zaměřená na studium magnetických vlastností tří r·zných sloučenin na bázi uranu obsahujících 5f elektrony (U4Ru7Ge6, UAu2Si2 a UIrGe). V rámci této práce byly, za pomoci r·zných metod, připraveny vysoce kvalitní krystaly těchto sloučenin. Vlastnosti těchto systém· byly studovány r·znými objemovými meto- dami (magnetizace, měrné teplo, teplotní roztažnost, elektrický transport) a také neu- tronovým a rentgenovým rozptylem při širokém spektru vnějších podmínek (nízká teplota, vysoké magnetické pole, vysoký tlak). Kombinace těchto metod odhalila komplexní chování těchto systém· a pomohla sestrojit jejich magnetické fázové diagramy. První studovanou sloučeninou je feromagnet U4Ru7Ge6vykazující velmi nízkou mag- netokrystalovou anizotropii, která je neočekávaná pro sloučeninu na bázi uranu. To se promítá do izotropní závislosti téměř všech měřených fyzikálních vlastností. Bylo zjištěno, že osa snadné magnetizace se mění v uspořádaném stavu a tento jev je spojen s anomáliemi v teplotní roztažnosti ukazující na možnou rhomboedrickou distorzi. Ta vede k vytvoření dvou odlišných pozic uranu s odlišným magnetickým momentem. Tato před- pově¤ byla potvrzena teoretickými výpočty a pomocí polarizované neutronové difrakce. Rozdíl magnetických moment· na dvou odlišných uranových pozicích je zp·soben...
|
|
|
Studium magnetických a termodynamických vlastností ternárních sloučenin se silně korelovanými 4f elektrony.
Kratochvílová, Marie
Zabývali jsme se studiem sloučeniny YPd2Al3 a systému sloučenin CenTmIn3n+2m. Polykrystal YPd2Al3, nový člen skupiny REPd2Al3, byl připraven pomocí obloukového tavení. Rentgenová difrakce potvrdila, že fáze YPd2Al3 krystalizuje v hexagonální soustavě typu PrNi2Al3. Měření magnetizace, AC susceptibility, měrného tepla a elektrického odporu odhalilo supravodivost pod teplotou Ts ≈ 2,2 K. V druhé části práce jsme se zabývali studiem sloučeniny Ce2PdIn8 a systému sloučenin CenRhIn3n+2 dopovaných palladiem. Monokrystaly sloučenin Ce2Rh1-xPdxIn8 s x = 0; 0,10; 0,15; 0,30; 0,45; 0,85; 1 a CeRh1-xPdxIn5 s x = 0; 0,1; 0,25 byly připraveny metodou růstu z roztoku. Energiově disperzní analýza a rentgenová difrakce potvrdily kvalitu a složení monokrystalů. Pomocí měření magnetizace, měrného tepla a elektrického odporu jsme zkoumali vliv dopování palladiem na magnetické vlastnosti CenRh1-xPdxIn3n+2. Bylo zjištěno, že dopování palladiem postupně potlačuje Néelovu teplotu v obou systémech, ale jeho vliv je silnější v případě sloučenin Ce2Rh1-xPdxIn8. Teplotní závislost odporu sloučeniny CeRh0.75Pd0.25In5 byla studována v tlacích dosahujících až 2,2 GPa. Podobně jako v případě fáze CeRhIn5 je s rostoucím tlakem postupně potlačováno antiferomagnetické uspořádání a indukuje se supravodivost, která koexistuje s...
|
|
|
Thermo-transport effects in antiferromagnets
Baďura, Antonín ; Schmoranzerová, Eva (vedoucí práce) ; Martins Godinho, João Pedro (oponent)
Tato práce studuje magnetické vlastnosti antiferomagnetické sloučeniny Mn5Si3, která vykazuje jak kolineární, tak i nekolineární antiferomagnetické uspořádání. Mezi prezento- vané experimentální metody patří především měření magnetotransportních jevů (zejména anizotropní magnetorezistence a několika druhů Hallova jevu) a jejich termotransport- ních protějšků, jakým je například anomální Nernstův jev. Dále byla zkoumána doménová struktura Mn5Si3 za použití techniky skenování teplotním gradientem. Hlavním výsled- kem magnetotransportních měření je detekce hallovského signálu v kolineární antifero- magnetické fázi, který přisuzujeme nově popsanému krystalovému Hallovu jevu. Ter- motransportní experimenty pak přinesly vůbec první pozorování anomálního Nernstova jevu v tomto materiálu. Protože se vlivem silné parazitické odezvy nepodařilo doménovou strukturu Mn5Si3 uspokojivě zaznamenat, byl vytvořen matematický model, který možný původ tohoto signálu popisuje analyticky.
|
|
|
Magnetism in non-centrosymmetric uranium compound: UIrSi3
Valenta, Jaroslav ; Prchal, Jiří (vedoucí práce) ; Halevy, Itzhak (oponent) ; Isnard, Olivier (oponent)
Název Práce: Magnetismus v necentrosymetrické uranové sloučenině: UIrSi3 Autor: RNDr. Jaroslav Valenta Katedra: Katedra Fyziky Kondenzovaných Látek Vedoucí disertační práce: RNDr. Jiří Prchal, Ph.D., KFKL Abstrakt: Výzkum prezentovaný v této práci je zaměřen na sloučeninu UIrSi3, která je jednou ze dvou uranových sloučenin krystalizujících v necentrosymetrické struktuře. Prezentovaný výzkum se jako první zabývá studiem monokrystalu UIrSi3 a prokazuje antiferomagnetické uspořádání pod TN = 41,7 K spolu se silnou jednoosou anisotropií. Antiferomagnetické uspořádání je potlačeno přiloženým magnetickým polem podél osy c (0HC = 7.3 T ve 2 K). Na rozdíl od působení magnetického pole podél osy a, kde je pozorován pouze paramagnetický signál do 14 T, vysoká teplota TN kontrastuje s malou hodnotou 0HC a opačná znamínka v paramagnetické Curieho teplotě určené ve směru a a c osy napovídají o soupeření antiferomagnetické a feromagnetické interakce. Metamagnetický přechod prvního druhu vykazuje při HC asymetrickou hysterezi, která odráží složitý základní antiferomagnetický stav. S rostoucí teplotou se hystereze postupně zmenšuje, až zmizí při 28 K, kde se mění řád metamagnetického přechodu z prvního druhu na druhý druh. Bod, kde k této změně dochází se považuje za trikritický bod (Ttcp = 28 K, 0Htcp = 5.8 T). Návrh k...
|
|
|
Spatial confinement effects in metamagnetic nanostructures
Jaskowiec, Jiří ; Klapetek, Petr (oponent) ; Uhlíř, Vojtěch (vedoucí práce)
New properties and effects caused by spatial confinement of materials have critical influence in many scientific and technical fields. Reduction of device sizes, increase of recording density and increasing process efficiency are current trends in electronic industry. In this work, the influence of spatial confinement on the metamagnetic phase transition in Iron-Rhodium (FeRh) is studied. The FeRh alloy exhibits a first order phase transition from the antiferromagnetic phase to the ferromagnetic phase. Using magnetic force microscopy in an out-of-plane magnetic field the phase domain structure is imaged and analyzed across the phase transition. Quantitative analysis of measured data is done using the height-height correlation function and its results are compared for different structure sizes and thin layer thicknesses.
|
|
|
5f-electron Magnetism in Intermetallic Uranium Compounds
Vališka, Michal ; Sechovský, Vladimír (vedoucí práce) ; Šob, Mojmír (oponent) ; Veis, Martin (oponent)
Tato práce je zaměřená na studium magnetických vlastností tří r·zných sloučenin na bázi uranu obsahujících 5f elektrony (U4Ru7Ge6, UAu2Si2 a UIrGe). V rámci této práce byly, za pomoci r·zných metod, připraveny vysoce kvalitní krystaly těchto sloučenin. Vlastnosti těchto systém· byly studovány r·znými objemovými meto- dami (magnetizace, měrné teplo, teplotní roztažnost, elektrický transport) a také neu- tronovým a rentgenovým rozptylem při širokém spektru vnějších podmínek (nízká teplota, vysoké magnetické pole, vysoký tlak). Kombinace těchto metod odhalila komplexní chování těchto systém· a pomohla sestrojit jejich magnetické fázové diagramy. První studovanou sloučeninou je feromagnet U4Ru7Ge6vykazující velmi nízkou mag- netokrystalovou anizotropii, která je neočekávaná pro sloučeninu na bázi uranu. To se promítá do izotropní závislosti téměř všech měřených fyzikálních vlastností. Bylo zjištěno, že osa snadné magnetizace se mění v uspořádaném stavu a tento jev je spojen s anomáliemi v teplotní roztažnosti ukazující na možnou rhomboedrickou distorzi. Ta vede k vytvoření dvou odlišných pozic uranu s odlišným magnetickým momentem. Tato před- pově¤ byla potvrzena teoretickými výpočty a pomocí polarizované neutronové difrakce. Rozdíl magnetických moment· na dvou odlišných uranových pozicích je zp·soben...
|
host ::
RSS.