|
|
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.
|
|
|
Magnetotransport properties of FeRh nanowires
Fabianová, Kateřina ; Dubroka, Adam (oponent) ; Uhlíř, Vojtěch (vedoucí práce)
Iron-rhodium (FeRh) is a material undergoing a first order magnetic phase transition from antiferromagnetic (AF) to ferromagnetic (FM) phase which occurs when the material is heated above the transition temperature or by applying a sufficiently large magnetic field. This phase transition is accompanied by a significant change in entropy, magnetization and electric resistivity while the transition temperature is strongly dependent on the crystal stoichiometry, elemental substitution, pressure and in case of thin layers on the strain induced by the substrate. This work is focused on the study of magnetotransport properties of wires patterned from FeRh thin layers grown on substrates inducing different strain in the layer. One of the main effects studied in this work is the anisotropic magnetoresistance (AMR) demonstrated by a change of the resistance for different orientations of the magnetic moments in the material with respect to the electric current direction. The AMR was studied both in the FM and AF phase of FeRh. The AMR of the FM phase in the high temperature phase was measured and an unexpected behavior of the AMR of the residual FM phase of FeRh in the low temperature phase was discovered. A strong dependence of the AMR on the orientation of the measured segment with respect to the crystallographic directions of FeRh was explored.
|
|
|
Effect of ion beam irradiation and annealing on magnetic properties of FeRh nanostructures
Zadorozhnii, Oleksii ; Turčan, Igor (oponent) ; Staňo, Michal (vedoucí práce)
The first order phase transition from antiferromagnetic to ferromagnetic state in Fe50Rh50 at 370 K make it a suitable material for next generation spin electronic devices with a low power consumption. This work deals with the ways how the phase transition temperature of iron-rhodium (FeRh) can be tuned locally in thin films, using focused ion beam (FIB) and thermal annealing. FIB irradiation approach was chosen due to the fact that FeRh displays magnetic sensitivity to the degree of its chemical ordering, which is characteristic to all alloys of ferromagnetic and non-ferromagnetic metals. Thermal annealing enables the relaxation of the structure and restoration of its crystallinity. The magnetic patterns were manufactured using gallium-based FIB and annealed under ultra high vacuum. The topography as well as magnetic behaviour of these ion irradiated patterns were investigated using atomic and magnetic force microscopies at different temperatures, showing a clear dependence between ion irradiation dose and the magnetic response in pre- and post-annealed states.
|
|
|
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.
|
|
|
Magneto-optical imaging and analysis of magnetic domain microstructures
Molnár, Tomáš ; Wojewoda, Ondřej (oponent) ; Arregi Uribeetxebarria, Jon Ander (vedoucí práce)
Magneto-optical effects are associated with the interaction of polarized light with magnetized media. Although discovered nearly two centuries ago, magneto-optics is a widely utilized tool for magnetic characterization due to its high sensitivity and versatility. For example, it enables visualization of magnetic domain structures in microscale magnetic systems via wide-field magneto-optical microscopy. The majority of research on this topic has employed linear effects in magnetization to image domains in ferromagnetic materials, where one measures an optical contrast for regions with opposite magnetization orientations. It has been recently shown that even antiferromagnetic materials can be studied using quadratic magneto-optical effects (Voigt effect), making it possible to visualize regions with different spin axis orientations. In this work, we perform a fundamental magneto-optical microscopy study of magnetic thin film and microstructure systems using linear and quadratic effects. Consequently, the microscale magnetization configuration of continuous and patterned magnetic thin films is interpreted via the image processing strategy developed in this thesis, leading to quantitative vector magnetometry. Moreover, the coexistence of the ferro- and antiferromagnetic phase domains in FeRh films was investigated using optical and magneto-optical microscopy.
|
|
|
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.
|
|
|
Regelace ve strukturních půdách Vysokých Tater
Pechačová, Blanka ; Křížek, Marek (vedoucí práce) ; Voják, Karel (oponent)
Regelace je souhrnný název pro procesy střídavého mrznutí a tání vody a roztoků obsažených v půdě či skalním podloží. S regelací je spjata řada geomorfologických a pedologických pochodů, jako je migrace půdní vody, vznik segregačního ledu či mrazové vzdouvání. Předpokladem pro průběh regelačního cyklu je fázová přeměna vody, při níž dochází k důležitému jevu - uvolňování či spotřebě latentního tepla. Tento jev lze vysledovat z dat získaných teplotním měřením v půdním profilu. Pro účely studia procesu regelace jsou v předkládané bakalářské práci zkoumány lokality výskytu tříděných strukturních půd (Hincovo pleso a Lučné sedlo) a půdních kopečků (Kopské sedlo) ve Vysokých Tatrách. Hlavním cílem práce, kromě detailního popisu fyzikálně-geomorfologických procesů spojených s fázovými změnami vody ve strukturních půdách, je ve výše zmíněných lokalitách určit na základě teplotních měření ve strukturních půdách regelační cykly a jejich charakteristiky při použití různých metod stanovení regelace. Výsledky ukazují na rozdíly v průběhu regelace u jednotlivých tvarů v rámci lokalit, mezi jednotlivými lokalitami, ale i u rozdílných typů strukturních půd - tříděných a netříděných. Ve výsledcích se projevuje také odlišnost použitých metod, zejména v počtu cyklů, délce jejich trvání a délce trvání regelační sezóny....
|
|
|
Spectroscopic Study of the Dynamical Behavior and Interactions in Supramolecular and Macromolecular Systems
Radecki, Marek ; Hanyková, Lenka (vedoucí práce) ; Matějka, Libor (oponent) ; Kronek, Juraj (oponent)
Název práce: Spektroskopické studium dynamického chování a interakcí v supramolekulárních a makromolekulárních systémech Autor: Marek Radecki Katedra: Katedra makromolekulární fyziky Vedoucí dizertační práce: Doc. RNDr. Lenka Hanyková, Dr., Katedra makromolekulární fyziky Abstrakt: V této práci byl studován teplotní fázový přechod v roztocích lineárního polymeru a v hydrogelech interpenetrujících (IPN) a semi-interpenetrujících sítí (SIPN) v závislosti na měnící se koncentraci, na složení polymerní sítě a na způsobu přípravy. Teplotně citlivý lineární polymer poly(vinyl methyl ether) (PVME) ve vodě spolu s příměsemi na bázi terc-buthylu a dále IPN sítě polyakrylamidu (PAAm), poly(N -isopropylakrylamidu) (PNIPAm), poly(N -vinylkaprolaktamu) (PVCL) a IPN spolu s SIPN sítěmi poly(N,N -diethylakrylamidu) (PDEAAm) byly studovány metodami nukleární magnetické rezonance (NMR), diferenční skenovací kalorimetrie (DSC), optické mikroskopie (OM) a botnacími experimenty. Ve vodných roztocích PVME a jeho roztocích s příměsemi byl zjištěn vliv polymerní koncentrace a přítomností aditiv na dynamiku systému během fázové separace a na interakce mezi molekulami vody a polymeru. Zvyšující se podíl hydrofilní složky PAAm v IPN i SIPN sitích posouvá oblast přechodu k vyšším hodnotám kritické teploty a spolu s tím se značně...
|
|
|
Tunable materials and structures for terahertz spectral range
Skoromets, Volodymyr ; Kužel, Petr (vedoucí práce) ; Hlídek, Pavel (oponent) ; Pashkin, Alexei (oponent)
Práce se zabývá experimentálním studiem dielektrických vlastností incipientních fero- elektrik. K měření spekter komplexní permitivity monokrystalů i napnutých tenkých vrstev jsme použili terahertzovou spektroskopii v časové oblasti. Stanovením závislostí spekter na teplotě a na přiloženém elektrickém poli jsme popsali dynamiku feroelektrického měkkého módu a jeho vazbu s centrálním módem. Jako první jsme charakterizovali laditelnost dielektrických vlastností monokrystalů SrTiO3 v elektrickém poli až k pokojové teplotě. Pozorované chování je způsobeno "tvrd- nutím" měkkého módu ve vnějším elektrickém poli. Jako možnou aplikaci těchto vlast- ností jsme navrhli a vyzkoušeli laditelný jednodimenzionální fotonický krystal obsahující destičku SrTiO3 jakožto defekt periodické struktury. Důležitost dynamiky měkkého módu byla také potvrzena studiem keramik KTaO3 s vysokou hustotou. Provedli jsme systematické studium tenké vrstvy KTaO3 a zejména pak řady nap- nutých mnohovrstevných struktur složených z dvojvrstev SrTiO3/DyScO3 na podložce DyScO3. V těchto vzorcích jsme pozorovali feroelektrický fázový přechod vyvolaný me- chanickým napětím vrstev, který je řízen měkkým módem s vazbou na nízkofrekvenční...
|
host ::
RSS.