Original title: Fyzika magnetického polárního kruhu v umělém spinovém ledu na čtvercové mřížce
Translated title: Magnetic arctic circle physics in an artificial square ice magnet
Authors: Ondříšková, Martina ; Lacour, Daniel (referee) ; Rougemaille, Nicolas (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2024
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [eng] [cze]
Za specifických okrajových podmínek vykazuje tento model ledu na čtvercové mřížce fázovou separaci s neuspořádaným jádrem a uspořádanou vnější oblastí, známou jako jev ’polárního kruhu’. Inspirováni nedávnými experimentálními realizacemi s využitím programovatelných mřížek se snažíme pozorovat a zkoumat tyto vlastnosti ve čtvercové mřížce interagujících nanomagnetů, dosáhnout doménových okrajových podmínek (DWBC) nezbytných pro arktický kruh a zkoumat jejich celkový dopad na systém. V této práci použijeme mikroskopii magnetických sil na litograficky vyrobených mřížkách k přímému pozorování topologické povahy Coulombovy fáze a mechanismu segregace monopólu. S využitím inovativního přístupu budeme konstruovat okrajové podmínky mřížky prostřednictvím specifického zapojení nanomagnetů na okrajích. Naše práce se zaměří nejen na spinově kapalnou povahu neuspořádané oblasti uvnitř arktické křivky a segregaci monopólu podle magnetického náboje a momentu, ale také na šíření omezení z DWBC a jejich celkový dopad na systém. Under specific boundary conditions, the square ice model exhibits phase separation, with a disordered core and an ordered outer region, known as the ’arctic circle’ phenomenon. Inspired by recent experimental realizations using programmable lattices, we aim to observe and investigate these properties in a square lattice of interacting nanomagnets, achieving the domain wall boundary conditions (DWBC) necessary for the arctic circle and exploring their overall impact on the system. In this work, we will use magnetic force microscopy on lithographically fabricated arrays to directly observe the topological nature of the Coulomb phase and the monopole segregation mechanism. Employing an innovative approach, we will engineer the boundary conditions of the lattice through specific wiring of the nanomagnets at the edges. Our work will not only focus on the spin liquid nature of the disordered region within the arctic curve and monopole segregation by magnetic charge and moment but also on the propagation of constraints from the DWBC and their overall impact on the system.
Keywords: Coulombická spinová kapalina; doménové okrajové podmínky.; magnetický polární kruh; mikroskopie magnetických sil; umělé magnetické spinové systémy; Umělé systémy spinového ledu; vertex modely; čtvercová mřížka; artificial magnetic spin systems; Artificial spin ice; Coulombic spin liquid; domain wall boundary conditions.; magnetic arctic circle; magnetic force microscopy; square lattice; vertex model

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: https://hdl.handle.net/11012/247316

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-618315


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