|
|
Depozice metamagnetických tenkých vrstev s nízkým magnetickým tlumením
Hnilica, Ján ; Vaňatka, Marek (oponent) ; Uhlíř, Vojtěch (vedoucí práce)
Vlastnosti magnetického tlumení jsou ve slitině FeRh podmíněny stechiometrickým poměrem jednotlivých složek slitiny, počtem strukturních defektů a mírou epitaxe deponovaných vrstev na substrátu MgO(001). V této práci je objasněn mechanismus jednotlivých příspěvků magnetického tlumení a studován vliv složení slitiny, strukturních defektů a míry epitaxe na výsledné magnetické tlumení. Pro přípravu tenkých vrstev FeRh bylo použito magnetronové naprašování, pro základní magnetickou charakteristiku vibrační magnetometrie a pro určení magnetického tlumení byla využita širokopásmová feromagnetická rezonance (VNA-FMR). S rostoucím obsahem atomů Rh ve slitině, snižující se mírou epitaxe a rostoucím počtem defektů byl pozorován významný nárust celkového magnetického tlumení.
|
|
|
Imaging of metamagnetic thin films using TEM
Hajduček, Jan ; Buršík,, Jiří (oponent) ; Uhlíř, Vojtěch (vedoucí práce)
Complex magnetic materials at the nanoscale are essential in many areas of modern devices, such as digital memories or sensors. Novel technological approaches require the control and understanding of modern magnetic materials down to the atomic scale. One possibility is to exploit high-resolution transmission electron microscopy (TEM), characteristic for its outstanding subatomic resolution. This thesis investigates the options of TEM imaging of metamagnetic materials. These materials are characteristic by displaying coexistence of magnetic phases upon external control. Thin films of metamagnetic FeRh are used as an experimental platform to investigate the various aspects of TEM imaging. FeRh undergoes the metamagnetic phase transition from antiferromagnetic to ferromagnetic phase upon heating. We start with evaluating the sample fabrication processes suitable for our system, which is essential for successful TEM analysis. The differential phase contrast (DPC) technique in TEM is used for the magnetic analysis due to its direct access to the sample magnetic field configuration. An in-depth discussion of DPC signal formation is presented, which is crucial for understanding and analysis of resulting images. Furthermore, we perform structural, chemical, and particularly magnetic imaging of both magnetic phases present in FeRh. Finally, the process of in-situ heating of metamagnetic FeRh lamellae is presented.
|
|
|
Mikroskopie magnetických sil a transportní vlastnosti metamagnetických nanostruktur
Jaskowiec, Jiří ; Vaňatka, Marek (oponent) ; Uhlíř, Vojtěch (vedoucí práce)
Železo-rhodium (FeRh) je látka charakteristická svou fázovou přeměnou prvního druhu mezi antiferomagnetickou (AF) a feromagnetickou (FM) fází. U objemového FeRh je tato změna symetrická vůči směru přechodu. Symetrickou zůstává i při omezení objemového materiálu do tenké vrstvy FeRh. Tato práce se věnuje vlastnostem mezostruktur o laterální velikosti pod jeden mikrometr, ve kterých byla nedávno objevena asymetrie mezi přechodem AF-FM a FM-AF pomocí měření elektrického odporu nanodrátů FeRh v závislosti na teplotě. Pomocí metody mikroskopie magnetických sil v magnetickém poli kolmém na rovinu vzorku je zviditelněna fázová struktura mezostruktur FeRh při fázové přeměně. Kvantitativní analýzou měřeného magnetického signálu je ukázán vliv velikosti struktur na přechlazení FM fáze a skokový nárůst AF fáze při přechodu FM-AF.
|
|
|
Magnetická fázová přeměna v prostorově omezených strukturách
Schánilec, Vojtěch ; Urbánek, Michal (oponent) ; Uhlíř, Vojtěch (vedoucí práce)
Tenké vrstvy železo-rhodia (FeRh) mají unikátní vlastnosti díky tomu, že prodělávají magnetickou fázovou přeměnu I. druhu, při které dochází ke změně z antiferomagnetické do feromagnetické fáze. Fázovou přeměnu v FeRh lze ovlivňovat vnějšími parametry, například teplotou nebo vnějším magnetickým polem. V nulovém magnetickém poli nastává fázová přeměna při teplotách okolo 360 K, což je výhodné pro využití v praxi. V této práci zkoumáme fázovou přeměnu v prostorově omezených strukturách z FeRh. V teoretické části je zpracována rešeršní studie zabývající se fázovou přeměnou v FeRh, jejím ovlivněním za použití různých substrátů a prostorového omezení, které má významný vliv na asymetrii fázových přeměn FeRh při chlazení a zahřívání. V praktické části je popsán návrh a sestavení modulu pro zahřívání vzorků kompatibilního s mikroskopem magnetických sil (MFM). Pomocí metody MFM byla zobrazena nukleace a následný růst feromagnetických domén ve strukturách FeRh.
|
|
|
Magnetické vlastnosti materiálů založených na metastabilních vrstvách Fe-Ni
Křižáková, Viola ; Uhlíř, Vojtěch (oponent) ; Flajšman, Lukáš (vedoucí práce)
Metastabilní tenké vrstvy Fe78Ni22 na monokrystalickém substrátu Cu(100) jsou známy svou schopností strukturní a magnetické fázové přeměny indukované ozářením iontovým svazkem. Tato bakalářská práce se zabývá charakterizací magnetických vlastností vrstev Fe78Ni22 s důrazem na jejich anizotropní chování. V teoretické části je popsán analytický model popisující magnetické anizotropie v planárních strukturách a tenkých vrstvách i modifikace tohoto modelu pro systém Fe78Ni22/Cu(100). V experimentální části je nejprve podrobně prostudována anizotropie FeNi struktur transformovaných iontovým svazkem. Tyto vrstvy i struktury vykazují čtyřčetnou magnetickou anizotropii související s krystalovou bcc strukturou železa. Následně je ukázána možnost indukce uniaxiální anizotropie vhodnou strategií skenování iontovým svazkem během transformace. V poslední části práce je zjištěno nejvyšší laterální rozlišení magnetických struktur transformovaných fokusovaným iontovým svazkem a je připraven prototyp magnonického krystalu.
|
|
|
Current-induced domain wall propagation in ferrimagnetic wires
Hnilica, Ján ; Hrabec, Aleš (oponent) ; Uhlíř, Vojtěch (vedoucí práce)
The development of a new type of digital storage media requires the use of complex concepts to achieve high data density, write speed, and energy efficiency. Data recording in one of the concepts uses domain-wall (DW) motion induced by the injection of a spin current. Synthetic ferrimagnets (FIMs) composed of Co/Gd, prepared using magnetron sputtering were chosen as model systems to investigate the motion of DW in lithographically fabricated microstripes. This material allows tunable modification of magnetic properties, such as magnetization and coercivity, by changing the parameters of individual layers or the system’s temperature. Additionally, magnetic compensation (MCP) and compensation of the total angular momentum (ACP) can be achieved and were studied using magneto-optical Kerr microscopy (MOKE) and vibrating sample magnetometry (VSM). The DW motion was induced by spin-orbit torques (SOT) using nanosecond pulses of spin current. Finding suitable magnetic parameters is crucial for an efficient and fast DW motion, which is addressed in the conclusion of this work. Special emphasis is placed on investigating the influence of temperature, MCP, and ACP on the dynamics of the DW motion.
|
|
|
Investigation of effects of femtosecond laser pulses on spintronic structures
Farkaš, Andrej ; Olejník, Kamil (vedoucí práce) ; Uhlíř, Vojtěch (oponent)
Cieľom tejto diplomovej práce je detailné preskúmanie efektu quench switchova- nia pomocou optickej excitácie na rozličných tenkých filmoch antiferomagnet- ického materiálu CuMnAs. Efekt quench switchovania spočíva v opakovateľných zmenách odporu, ktoré môžu byť vyvolané elektickými alebo optickými pulzami s dostatočnou energiou. Táto práca porovnáva amplitúdovú odozvu quench switchovania v závislosti na intenzite excitácie pre vzorky CuMnAs-u na rôznych substrátoch, narastené s rôznou stechiometriou a pri rôznych hrúbkach filmu. Skúma tiež koreláciu medzi veľkosťou laserového spotu a veľkosťou meraných štruktúr. V rámci tejto práce boli vykonané aj pozične závislé merania. Táto práca ukazuje možnosť dosiahnutia zmeny odporu až 15% z celkového odporu pri izbovej teplote pomocou excitácie jedným 120 femtosekundovým pulzom. Táto zmena odporu je priamo porovnateľná so zmenami vyvolanými elektrickými pulzami. Všetky tieto merania v spojení s už známym elektrickým popisom quench switchovania ukazujú robustnosť tohto efektu pri rozličných podmienkach. 1
|
|
|
Depozice metamagnetických tenkých vrstev s nízkým magnetickým tlumením
Hnilica, Ján ; Vaňatka, Marek (oponent) ; Uhlíř, Vojtěch (vedoucí práce)
Vlastnosti magnetického tlumení jsou ve slitině FeRh podmíněny stechiometrickým poměrem jednotlivých složek slitiny, počtem strukturních defektů a mírou epitaxe deponovaných vrstev na substrátu MgO(001). V této práci je objasněn mechanismus jednotlivých příspěvků magnetického tlumení a studován vliv složení slitiny, strukturních defektů a míry epitaxe na výsledné magnetické tlumení. Pro přípravu tenkých vrstev FeRh bylo použito magnetronové naprašování, pro základní magnetickou charakteristiku vibrační magnetometrie a pro určení magnetického tlumení byla využita širokopásmová feromagnetická rezonance (VNA-FMR). S rostoucím obsahem atomů Rh ve slitině, snižující se mírou epitaxe a rostoucím počtem defektů byl pozorován významný nárust celkového magnetického tlumení.
|
|
|
Exchange bias in metamagnetic heterostructures
Zadorozhnii, Oleksii ; Schneeweiss, Oldřich (oponent) ; Uhlíř, Vojtěch (vedoucí práce)
Exchange bias is an intriguing physical phenomenon occuring at the interface of antiferromagnet (AF) and ferromagnet (FM) materials, which has already been widely applied in electronics and magnetic recording industry. Despite being intensely studied for a long time, the exact mechanism behind it remains an unsettled matter. This work presents an overview of the relevant studies documenting exchange bias in thin film bilayer systems, including both experimental evidence and theoretical models developed. The experimental tasks of this diploma thesis covered both manufacturing and measurement of different exchange bias model systems. An Fe/FeRh bilayer (here the FeRh layer features a phase transition from AF to FM at 360K), provides convenient tunability of the exchange bias. Next, the exchange bias and shape anisotropy effects were investigated in Fe/FeRh microstructures. Lastly, the presence of exchange bias was investigated between the coexisting FM and AF phases in submicron FeRh nanowires. The samples were fabricated using magnetron sputtering and E-beam lithography. All the presented systems were analyzed using Magneto-Optical Kerr Effect microscopy. Exchange bias was successfully found in the Fe/FeRh system nearly identical in magnitude and orientation to the results in literature, having an inferior FM-AF interface quality. Training effect as well as rotational asymmetry were also proven to exist within this system, solidifying the presence of exchange bias. In nanowires, significant exchange bias was measured between the coexisting FM and AF phases during cooling from the FM phase to the AF phase.
|
|
|
Imaging of metamagnetic thin films using TEM
Hajduček, Jan ; Buršík,, Jiří (oponent) ; Uhlíř, Vojtěch (vedoucí práce)
Complex magnetic materials at the nanoscale are essential in many areas of modern devices, such as digital memories or sensors. Novel technological approaches require the control and understanding of modern magnetic materials down to the atomic scale. One possibility is to exploit high-resolution transmission electron microscopy (TEM), characteristic for its outstanding subatomic resolution. This thesis investigates the options of TEM imaging of metamagnetic materials. These materials are characteristic by displaying coexistence of magnetic phases upon external control. Thin films of metamagnetic FeRh are used as an experimental platform to investigate the various aspects of TEM imaging. FeRh undergoes the metamagnetic phase transition from antiferromagnetic to ferromagnetic phase upon heating. We start with evaluating the sample fabrication processes suitable for our system, which is essential for successful TEM analysis. The differential phase contrast (DPC) technique in TEM is used for the magnetic analysis due to its direct access to the sample magnetic field configuration. An in-depth discussion of DPC signal formation is presented, which is crucial for understanding and analysis of resulting images. Furthermore, we perform structural, chemical, and particularly magnetic imaging of both magnetic phases present in FeRh. Finally, the process of in-situ heating of metamagnetic FeRh lamellae is presented.
|
host ::
RSS.