|
|
Influence of the epitaxial strain at the lateral thin film-stripe interface on the Ferromagnetic-Antiferromagnetic phase coexistence in FeRh
Hrdinová, Sára ; Kepič, Peter (referee) ; Zadorozhnii, Oleksii (advisor)
Ekviatomická slitina FeRh vykazuje fázový přechod z antiferomagnetického do feromagnetického uspořádání při teplotě kolem 350 K. Díky tomu se stává ideálním materiálem pro studium výměnných interakcí mezi ferromagnetickou a antiferomagnetickou fází v rámci systému tvořeného jedním materiálem. Díky relaxaci kompresivního epitaxního napětí způsobeného substrátem MgO na okrajích struktur a následné stabilizaci feromagnetické fáze, bychom mohli vytvořit vhodné rozhraní mezi relaxovaným feromagnetckým drátkem a napjatou antiferomagnetickou vrstvou. V této práci jsou nejprve popisány magnetické vlastnosti materiálů, jejich původ a vlastnosti slitiny FeRh s důrazem na fázovou přeměnu. Dále práce obsahuje shrnutí aktuálních výzkumů a článků, týkajících se nukleace fázových domén na strukturovaných i souvislých vrstvách. K samotným měřením byly použity techniky jako je magnetronové naprašování, kterým byly nadeponovány vrstvy FeRh o tloušťkách 36 nm a 180 nm. Po úpravě vrstev pomocí elektronové litografie byly charakterizovány pomocí mikroskopie magnetických sil. Tato měření ukazují, že relaxave napětí výrazně závisí na orientaci proužku vzhledem ke krystalové struktuře substrátu. Pro orientaci 0° je vliv substrátu výraznější než pro 45°. Vrstva FeRh tloušťky 36 nm netvoří souvislé rozhraní na proužcích šířky 1000 nm. Místo toho vytváří malé domény, které vypovídají o rozložení napětí ve struktuře. Silnější vrstvy tloušťky 180 nm nám poskytují jasně definovaného rozhraní pro drátky delší něž 25 µm. Rozhraní bylo dosaženo pro šířky proužků od 1250 nm do 300 nm. U struktur s širšími proužky se feromagnetická fáze na okrajích souvislé vrstvy spojuje s feromagnetickou fází v drátku a tím zakřivuje rozhraní. Toto spojení se postupně přerušuje u tenších proužků s rozměry 800 nm a 600 nm. Proužek šířky 300 nm vykazuje jasné rozhraní mezi svými kraji, které je kompletně odděleno od souvislé vrstvy.
|
|
|
Exchange bias in metamagnetic heterostructures
Zadorozhnii, Oleksii ; Schneeweiss, Oldřich (referee) ; Uhlíř, Vojtěch (advisor)
Výměnná anizotropie je zajímavý fyzikální jev vznikající na rozhraní antiferomagnetických (AF) a feromagnetických (FM) materiálů, který již je široce používán v elektronickém průmyslu a magnetickém záznamu. Přestože byl tento jev dlouhou dobu intenzivně studován, jeho přesný mechanizmus zatím nebyl uspokojivě vysvětlen. V této práci je představen přehled studií dokumentujících výměnnou anizotropii v tenkých dvojvrstvách, včetně experimentálních výsledků a teoretických modelů. Experimentální úkoly této diplomové práce zahrnovaly jak výrobu, tak měření různých modelových systémů vykazujících výměnnou anizotropii. Dvojvrstva Fe/FeRh, kde vrstva FeRh prochází fázovou přeměnou z AF fáze na FM fázi při 360 K, poskytuje možnost nastavení parametrů výměnné anizotropie. Dále byly zkoumány účinky výměnné anizotropie a tvarové anizotropie v mikrostrukturách Fe/FeRh. Konečně, přítomnost výměnné anizotropie byla zkoumána mezi FM a AF fází koexistujícími během fázové přeměny v nanodrátech FeRh. Vzorky byly vyrobeny pomocí magnetronového naprašování a elektronové litografie. Všechny prezentované systémy byly analyzovány pomocí magnetooptické Kerrovy mikroskopie. Výměnná anizotropie byla úspěšně nalezena v systému Fe/FeRh, přičemž její velikost byla téměř identická co do rozsahu i orientace s výsledky v literatuře, přestože námi vyrobená dvojvrstva měla horší kvalitu FM-AF rozhraní. Bylo také prokázáno, že v tomto systému existuje tzv. tréninkový efekt (Training effect), což je výrazným důkazem existence výměnné anizotropie. U nanodrátů bylo změřena významná výměnná anizotropie mezi koexistujícími fázemi FM a AF během fázové přeměny.
|
|
|
Effect of ion beam irradiation and annealing on magnetic properties of FeRh nanostructures
Zadorozhnii, Oleksii ; Turčan, Igor (referee) ; Staňo, Michal (advisor)
Fazový přechod prvního řádu z antiferomagnetického do feromagnetického stavu v Fe50Rh50 z něj činí vhodný materiál pro nové generace spinových elektronických zařízení s nízkou spotřebou. Tato práce se zabývá způsoby, jak lze teplotu fázového přechodu železo-rhodia (FeRh) lokálně ovlivnit pomocí fokusovaneho iontového svazku (FIB) a žíhání. FIB byl zvolen vzhledem k tomu, že slitina FeRh vykazuje magnetickou citlivost na stupeň jejího chemického uspořádání, což je charakteristické pro všechny slitiny feromagnetických a neferomagnetických kovů. Tepelné žíhaní umožňuje obnovení krystalografického uspořádání, a uvolnění mřižkových defektů a dislokací. Magnetické vzory byly vyrobeny za použití FIB na bázi galia a žíhány ve vakuu. Topografie a magnetické chování těchto iontově ozářených vzorů byly zkoumány pomocí mikroskopie atomárních a magnetických sil při různých teplotách, a ukázaly jasnou závislost mezi dávkou iontového záření a magnetickou odezvou ve stavu před a po žíhání.
|
|
|
Parametric pumping as a short-wavelength spin-wave source
Pavelka, Dominik ; Zadorozhnii, Oleksii (referee) ; Holobrádek, Jakub (advisor)
Spin waves have the potential to play a key role in modern information technology as they can carry information with minimal energy losses. In order to implement spin-wave based devices in logic circuits, it is necessary to miniaturize these components. For this purpose, short-wavelength spin waves and efficient methods to excite them are needed. This bachelor thesis deals with the method of excitation of spin waves by parametric pumping. It discusses the theory needed to understand this issue, and most importantly it captures the process of plannig and performing an experiment. A sample with nano-antennas suitable for parametric pumping of short-wavelength spin waves was designed and fabricated for the experiment. Measurement results on this sample confirm the presence of parametrically pumped spin waves and show their dependence on the frequency and amplitude of the excitation field. This work contributes to expanding our understanding of parametric pumping of spin waves and will be followed by further research utilizing the results obtained in this work.
|
|
|
Exchange bias in metamagnetic heterostructures
Zadorozhnii, Oleksii ; Schneeweiss, Oldřich (referee) ; Uhlíř, Vojtěch (advisor)
Výměnná anizotropie je zajímavý fyzikální jev vznikající na rozhraní antiferomagnetických (AF) a feromagnetických (FM) materiálů, který již je široce používán v elektronickém průmyslu a magnetickém záznamu. Přestože byl tento jev dlouhou dobu intenzivně studován, jeho přesný mechanizmus zatím nebyl uspokojivě vysvětlen. V této práci je představen přehled studií dokumentujících výměnnou anizotropii v tenkých dvojvrstvách, včetně experimentálních výsledků a teoretických modelů. Experimentální úkoly této diplomové práce zahrnovaly jak výrobu, tak měření různých modelových systémů vykazujících výměnnou anizotropii. Dvojvrstva Fe/FeRh, kde vrstva FeRh prochází fázovou přeměnou z AF fáze na FM fázi při 360 K, poskytuje možnost nastavení parametrů výměnné anizotropie. Dále byly zkoumány účinky výměnné anizotropie a tvarové anizotropie v mikrostrukturách Fe/FeRh. Konečně, přítomnost výměnné anizotropie byla zkoumána mezi FM a AF fází koexistujícími během fázové přeměny v nanodrátech FeRh. Vzorky byly vyrobeny pomocí magnetronového naprašování a elektronové litografie. Všechny prezentované systémy byly analyzovány pomocí magnetooptické Kerrovy mikroskopie. Výměnná anizotropie byla úspěšně nalezena v systému Fe/FeRh, přičemž její velikost byla téměř identická co do rozsahu i orientace s výsledky v literatuře, přestože námi vyrobená dvojvrstva měla horší kvalitu FM-AF rozhraní. Bylo také prokázáno, že v tomto systému existuje tzv. tréninkový efekt (Training effect), což je výrazným důkazem existence výměnné anizotropie. U nanodrátů bylo změřena významná výměnná anizotropie mezi koexistujícími fázemi FM a AF během fázové přeměny.
|
|
|
Effect of ion beam irradiation and annealing on magnetic properties of FeRh nanostructures
Zadorozhnii, Oleksii ; Turčan, Igor (referee) ; Staňo, Michal (advisor)
Fazový přechod prvního řádu z antiferomagnetického do feromagnetického stavu v Fe50Rh50 z něj činí vhodný materiál pro nové generace spinových elektronických zařízení s nízkou spotřebou. Tato práce se zabývá způsoby, jak lze teplotu fázového přechodu železo-rhodia (FeRh) lokálně ovlivnit pomocí fokusovaneho iontového svazku (FIB) a žíhání. FIB byl zvolen vzhledem k tomu, že slitina FeRh vykazuje magnetickou citlivost na stupeň jejího chemického uspořádání, což je charakteristické pro všechny slitiny feromagnetických a neferomagnetických kovů. Tepelné žíhaní umožňuje obnovení krystalografického uspořádání, a uvolnění mřižkových defektů a dislokací. Magnetické vzory byly vyrobeny za použití FIB na bázi galia a žíhány ve vakuu. Topografie a magnetické chování těchto iontově ozářených vzorů byly zkoumány pomocí mikroskopie atomárních a magnetických sil při různých teplotách, a ukázaly jasnou závislost mezi dávkou iontového záření a magnetickou odezvou ve stavu před a po žíhání.
|
guest ::
