Original title: Zobrazování magnetických textur pomocí magnetooptického gradientního efektu
Translated title: Magneto-optical gradient effect imaging of magnetic textures
Authors: Molnár, Tomáš ; Hamrle, Jaroslav (referee) ; Arregi Uribeetxebarria, Jon Ander (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2023
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [eng] [cze]
Základy magnetooptiky (MO), oboru zkoumajícího vliv magnetických polí a magnetizace na šíření světla v hmotě, byly položeny před více než půldruhým stoletím. Od té doby se MO stala jednou z nejpoužívanějších metod magnetického zobrazování v mikroměřítku. Kromě MO Faradayova a Kerrova jevu, které jsou lineární v závislosti na magnetizaci, byly později objeveny efekty kvadratické v závislosti na magnetizaci (Voigtův nebo Cottonův-Moutonův jev) nebo závislé na gradientech magnetizace (gradientní jev). Zejména MO gradientní jev byl objeven jako poslední, ale protože zdobí pouze hranice magnetických domén, nepřitahoval zatím takový zájem jako Kerrův jev pro magnetické zobrazování. Tato práce zkoumá užitečnost magnetooptického gradientního jevu pro charakterizaci spinových konfigurací v nanorozměrech, jako jsou doménové stěny v kolmo zmagnetovaných materiálech. Představujeme nový experimentální přístup k odhalení vlastností MO gradientního jevu využitím jeho symetrie vzhledem k polarizaci světla. Dále analyticky vyjadřujeme odpovídající signál pomocí dostupného teoretického modelu. Porovnáním simulovaných signálů MO gradientního jevu získaných metodou přenosové matice a experimentálně získaných signálů zkoumáme možnost charakterizovat vnitřní spinovou strukturu magnetických doménových stěn v nanorozměrech. Foundations of magneto-optics (MO), the field studying the influence of magnetic fields and magnetization on the propagation of light within matter, had been laid over a century and a half ago. Since then, MO has become one of the most widely used methods for magnetic imaging at the micro-scale. In addition to the MO Faraday and Kerr effects, which are linear in magnetization, effects quadratic in magnetization (Voigt or Cotton-Mouton effect) or dependent on magnetization-gradients (gradient effect) were later found. In particular, the MO gradient effect was the last to be discovered, but as it only decorated magnetic domain boundaries, it has not attracted so far the same interest as the Kerr effect for magnetic imaging. This work investigates the usefulness of the magneto-optical gradient effect to characterize nanoscale spin configurations, such as domain walls in perpendicularly magnetized materials. We present a novel experimental approach to reveal the properties of the MO gradient effect by exploiting its symmetries with respect to the polarization of light. Further, we analytically express the corresponding signal using an available theoretical model. By comparing simulated MO gradient effect signals obtained from the transfer matrix method and experimentally retrieved signals, we explore the possibility of characterizing the internal spin structure of nanoscale magnetic domain walls.
Keywords: diferenciální zobrazování; kolmá magnetická anizotropie; magnetooptická mikroskopie; magnetooptický gradientní jev; metoda přenosové matice; Néelovy a Blochovy doménové stěny; differential imaging; magneto-optical gradient effect; magneto-optical microscopy; Néel and Bloch magnetic domain walls; perpendicular magnetic anisotropy; transfer matrix method

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/11012/212408

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-530657


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses