|
|
Vectorial Kerr magnetometry
Flajšman, Lukáš ; Veis,, Martin (referee) ; Urbánek, Michal (advisor)
Increased complexity of novel magnetic materials in the last decade has placed high demands on the manufacturing process as well as on the characterization. One of the possibilities for characterization of magnetic samples is to exploit the magneto-optical effects. The presented work uses the magneto-optical Kerr effect as a major characterization technique to probe the magnetic properties of samples. We have developed a mathematical model describing the effect of the magnetization on the polarized light and present an apparatus capable of measuring the response given by the light-matter interaction. The experimental results show the performance of the apparatus on the various magnetic systems including meta-stable iron layers, Stoner-Wohlfarth particles and magnetic vortices. The scanning vectorial Kerr magnetometer allowed us to probe the vector of magnetization with diffraction limited resolution below 500 nm.
|
|
|
Magneto-optical imaging and analysis of magnetic domain microstructures
Molnár, Tomáš ; Wojewoda, Ondřej (referee) ; Arregi Uribeetxebarria, Jon Ander (advisor)
Magnetooptické jevy popisují interakci polarizovaného světla s magnetizovaným médiem. I když byla objevena téměř před dvěma stoletími, díky své vysoké citlivosti a všestrannosti je magnetooptika široce využívaným nástrojem pro magnetickou charakterizaci. Například umožňuje vizualizaci doménové struktury v magnetických strukturách pomocí širokoúhlého magnetooptického mikroskopu. Většina výzkumných prací v této oblasti využívá jevů lineárních v magnetizaci k zobrazování domén ve feromagnetických materiálech, kde se měří optický kontrast pro oblasti s opačnou orientací magnetizace. Nedávno bylo prokázáno, že i antiferomagnetické materiály lze studovat pomocí kvadratických magnetooptických jevů (Voigtův jev), což umožňuje vizualizovat oblasti s různou orientací spinové osy. V této práci jsme provedli základní studii magnetických tenkých vrstev a mikrostruktur pomocí magnetooptické mikroskopie s využitím lineárních a kvadratických efektů. Současně byly interpretovány konfigurace magnetizace spojitých a strukturovaných magnetických tenkých vrstev v mikroskopickém měřítku s využitím metod zpracovávání obrazu vyvinutých v této práci, vedoucím ke kvantitativní vektorové magnetometrii. Nakonec, byla provedena studie koexistence feromagnetických a antiferomagnetických fázových domén v FeRh užitím magnetooptické mikroskopie.
|
|
|
Development of the scanning time-resolved Kerr microscope
Nekula, Zdeněk ; Arregi Uribeetxebarria, Jon Ander (referee) ; Wojewoda, Ondřej (advisor)
V těchto dnech jsou magnetické materiály, struktury a zařízení stále více populární. Především ty, které souvisejí se spintronikou. Výzkum a vývoj takových magnetických vzorků vyžaduje způsob pozorování magnetizace s dobrým prostorovým i časovým rozlišením. Mnoho dynamických změn magnetizace probíhá v řádech nanosekund, nebo ještě rychleji. Pokud můžeme detekovat tyto dynamické procesy, tak můžeme odhalit mnoho zajímavých magnetických vlastností a obohatit naše experimenty o čtvrtou dimenzi. Představujeme skenovací Kerrův mikroskop pracující ve dvou režimech: statickém a dynamickém. Ve statickám reřimu náš mikroskop detekuje směr magnetizace v proměnném magnetickém poli. V dynamickém režimu používáme pump-probe metodu k dosažení časového rozlišení a pozorování rychlého vývoje magnetizace v čase.
|
|
|
Magneto-optical investigation of spintronic materials
Vojáček, Libor ; Flajšman, Lukáš (referee) ; Arregi Uribeetxebarria, Jon Ander (advisor)
Magnetooptický Kerrův jev představuje užitečný nástroj pro zkoumání magnetických vlastností kovových povrchů. Jeho využití při měření procesu přepínání magnetizace vnějším magnetickým polem nám může poskytnout cennou informaci o magnetické anizotropii zkoumané látky. V předložené práci se zabýváme teoretickými aspekty procesu přepínání magnetizace a změny polarizace světla při odrazu od magnetických povrchů. Dále je popsána optická sestava založená na modulaci polarizace světla schopná měřit magnetooptické veličiny s vysokou citlivostí. Tento přístroj byl sestaven modifikací již existující, podobné optické sestavy. Funkčnost zařízení byla ověřena měřeními na tenkých magnetických vrstvách. Získaná data pomáhají odhalit vlastnosti tenkých metamagnetických vrstev z FeRh, materiálu s potenciálními aplikacemi pro spintroniku.
|
|
|
Magneto-optical study of the dynamic properties of magnetic nanostructures and nanostructured metamaterials
Flajšman, Lukáš ; Chumak, Andrii (referee) ; Revelosona, Dafiné (referee) ; Spousta, Jiří (advisor)
Magnonika je novým odvětvím výzkumu, který se zabývá fyzikou spinových vln. Magnonika jako vědní obor nabízí nové možnosti například v nediskrétních výpočtech na základě vlnového charakteru spinových vln. Při výrobě magnonických prvků klasickými metodami není možné příliš měnit charakter materiálů, ze kterých jsou jednotlivé prvky vyrobeny. Tento fakt silně omezuje univerzálnost vyrobených struktur. Cílem této práce je aplikovat nový typ materiálu do oboru magnoniky. Specifikum daného materiálu je možnost zápisu magnetických struktur pomocí iontového svazku. Ukazuje se, že tyto struktury mají velice zajímavé magnetické vlastnosti, které lze velice přesně řídit právě strategií ozařování iontovým svazkem. Na základě fázově rozlišené Brillouinovy spektroskopie jsme získali disperzní relaci spinových vln v tomto systému a tím i důležité parametry systému. Pozorování podkládáme mikromagnetickými simulacemi a analytickými modely. Vlastnosti systému pro magnonické aplikace prezentujeme na třech prototypických sadách struktur, které nelze vyrobit pomocí klasických materiálů.
|
|
|
Magneto-optic response of layered media
Kunt, Ota ; Ostatnický, Tomáš (advisor) ; Antoš, Roman (referee)
Optical response of materials strongly depends on their magnetic properties. This phenomenon is also used in materials in the form of thin layers and multi- layers. Using cited literature we summarize theory needed to calculate magneto- optical response of multilayers. The calculation is based on Maxwell equations and magnetic materials are described with effective permittivity tensor. Jones formalism is used to describe polarised light and Yeh formalism is used to de- scribe multilayer response. A program using presented theory was developed and calculations for concrete structure were made. Multilayer parameters were cho- sen to correspond with those of a sample whose magneto-optical response was measured at the Department of Chemical Physics and Optics, MFF UK. 1
|
|
|
Study of physical properties of nanostructures using magneto-optical techniques
Beran, Lukáš ; Veis, Martin (advisor) ; Mistrík, Jan (referee)
Magneto-optical spectroscopy methods are used to study magnetic pro- perties of materials down to nanometer dimensions due to its high sensiti- vity and non-contact nature. This requires sophisticated experimental setup, advanced technical equipment and precise optical components arrangement. This thesis describes the basic physical principles of magneto-optical Kerr spectroscopy. On the basis of these principles is designed and developed a new, much simpler experimental setup with crossed polarizers. This arran- gement has the same order of sensitivity and accuracy of measurement as commonly used modulation techniques to which it is compared in this work. Finally, this arrangement is applied to the study magneto-optical properties of selected magnetic structures and these properties are discussed. 1
|
|
|
Magneto-optical imaging and analysis of magnetic domain microstructures
Molnár, Tomáš ; Wojewoda, Ondřej (referee) ; Arregi Uribeetxebarria, Jon Ander (advisor)
Magnetooptické jevy popisují interakci polarizovaného světla s magnetizovaným médiem. I když byla objevena téměř před dvěma stoletími, díky své vysoké citlivosti a všestrannosti je magnetooptika široce využívaným nástrojem pro magnetickou charakterizaci. Například umožňuje vizualizaci doménové struktury v magnetických strukturách pomocí širokoúhlého magnetooptického mikroskopu. Většina výzkumných prací v této oblasti využívá jevů lineárních v magnetizaci k zobrazování domén ve feromagnetických materiálech, kde se měří optický kontrast pro oblasti s opačnou orientací magnetizace. Nedávno bylo prokázáno, že i antiferomagnetické materiály lze studovat pomocí kvadratických magnetooptických jevů (Voigtův jev), což umožňuje vizualizovat oblasti s různou orientací spinové osy. V této práci jsme provedli základní studii magnetických tenkých vrstev a mikrostruktur pomocí magnetooptické mikroskopie s využitím lineárních a kvadratických efektů. Současně byly interpretovány konfigurace magnetizace spojitých a strukturovaných magnetických tenkých vrstev v mikroskopickém měřítku s využitím metod zpracovávání obrazu vyvinutých v této práci, vedoucím ke kvantitativní vektorové magnetometrii. Nakonec, byla provedena studie koexistence feromagnetických a antiferomagnetických fázových domén v FeRh užitím magnetooptické mikroskopie.
|
|
|
Development of the scanning time-resolved Kerr microscope
Nekula, Zdeněk ; Arregi Uribeetxebarria, Jon Ander (referee) ; Wojewoda, Ondřej (advisor)
V těchto dnech jsou magnetické materiály, struktury a zařízení stále více populární. Především ty, které souvisejí se spintronikou. Výzkum a vývoj takových magnetických vzorků vyžaduje způsob pozorování magnetizace s dobrým prostorovým i časovým rozlišením. Mnoho dynamických změn magnetizace probíhá v řádech nanosekund, nebo ještě rychleji. Pokud můžeme detekovat tyto dynamické procesy, tak můžeme odhalit mnoho zajímavých magnetických vlastností a obohatit naše experimenty o čtvrtou dimenzi. Představujeme skenovací Kerrův mikroskop pracující ve dvou režimech: statickém a dynamickém. Ve statickám reřimu náš mikroskop detekuje směr magnetizace v proměnném magnetickém poli. V dynamickém režimu používáme pump-probe metodu k dosažení časového rozlišení a pozorování rychlého vývoje magnetizace v čase.
|
|
|
Optical response of magnetic materials
Wagenknecht, David ; Ostatnický, Tomáš (advisor)
David Wagenknecht: Abstract of a diploma thesis Optical response of magnetic materials, 2014 Magnetooptical properties of anisotropic semiconductors are studied to describe asymmetry of Ga1−xMnxAs, because theoretical calculations predict extraordinary behaviour of reflectivity. Analytical formulae to describe materials with non-diagonal permittivity are derived and they are used for the numerical calculations to describe the optical response of the samples available for the measurement. The transversal Kerr effect is calculated and it exhibits asymmetry in both rotation of the plane of polarization and ellipticity of circularly polarized light due to asymmetry in reflectivity. Moreover, longitudinal and polar magnetization are studied because of the influence on the observability of the phenomena. Results are not only used to discuss conditions, which must be satisfied to prove the asymmetry, but also the actual experimental setup is designed to prepare the measurement. 1
|
guest ::
