Original title:
Magnetismus v zakřivených strukturách
Translated title:
Magnetism in curved geometries
Authors:
Turčan, Igor ; Makarov, Denys (referee) ; Grundler, Dirk (referee) ; Urbánek, Michal (advisor) Document type: Doctoral theses
Year:
2022
Language:
eng Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT Abstract:
[eng][cze]
V oblasti magnoniky, nového výzkumného oboru využívajícího fyziku spinových vln, roste zájem o vývoj funkčních zařízení s unikátními vlastnostmi . Hlavní překážkou pro budoucí generace výpočetní techniky založené na spinových vlnách je řízení toku spinových vln. Technická realizace je však u konvenčních přístupů velmi náročná, jelikož spoléhají na rovinné magnetické struktury, kde jsou magnetické vlastnosti dány výlučně vlastnostmi použitých materiálů. Vlastnosti jako jednoosá magnetická anizotropie tedy nelze přímo ovládat. Předkládaná dizertační práce využívá nový přístup k indukci efektivní magnetické interakce zakřivením systému. Jednoosá magnetická anizotropie, která je způsobena vlnitostí systému, je studována ve strukturách s modulovanými povrchy připravenými depozicí indukovanou elektronovým svazkem a elektronovou litografií. Potenciál lokální kontroly směru magnetizace pomocí přístupu 3D nanofabrikace je univerzální a lze jej použít s jakýmkoli běžně používaným magnetickým materiálem. Kromě toho je demonstrováno šíření spinových vln v Damonově-Eshbachově geometrii bez aplikace vnějšího magnetického pole ve vlnitých magnetických vlnovodech pomocí mikroskopie Brillouinova rozptylu světla. Rozšíření šířky píku feromagnetické rezonance a získání parametru tlumení je uvedeno pro rovinné a vlnité struktury. V poslední části práce je srovnáno měření délky šíření spinových vln ve vlnitých strukturách s měřením parametru tlumení a s analytickými výpočty. Snížení délky šíření spinových vln u vlnovodů s větší amplitudou modulace je spojeno se zvýšení parametru tlumení.
In the field of magnonics, which is a novel research topic utilizing the physics of spin waves, there is an increasing interest in developing functional spin-wave devices with unique properties. These devices allow us to control the spin-wave flow and are needed for future spin-wave-based information processing. However, their technical realization is highly challenging with conventional approaches. They rely on planar magnonic structures, where the magnetic properties are exclusively given by the intrinsic parameters of used materials. Thus, properties like uniaxial magnetic anisotropy cannot be directly controlled. The presented thesis exploits a novel approach of inducing the effective magnetic interaction by the curvature of the system. The corrugation-induced uniaxial magnetic anisotropy is studied in structures with modulated surfaces prepared by focused electron beam-induced deposition and electron beam lithography. The potential of the local control over the magnetization direction using the 3D nanofabrication approach is universal and can be used with any commonly used magnetic material. Furthermore, the spin-wave propagation in the Damon-Eshbach geometry without an external magnetic field is demonstrated in corrugated magnetic waveguides by means of Brillouin light scattering microscopy. The broadening of the ferromagnetic resonance peak and extraction of the damping parameter is presented for the planar and corrugated structures. Finally, the comparison of the spin-wave propagation length measurement in corrugated waveguides with the total damping measurements, and with analytical calculations is shown. The decrease of the propagation length for the waveguides with larger modulation amplitude is associated to the increase of the damping parameter.
Keywords:
3D nanostruktury; anizotropie indukovaná zvlněním; magnonika; spinové vlny; 3D nanostructures; corrugated-induced anisotropy; magnonics; spin waves
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/208521
guest ::
