|
|
Studium vortexových stavů v magnetostaticky svázaných magnetických nanodiscích
Vaňatka, Marek ; Hrabec, Aleš (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Magnetické vortexy ve feromagnetických discích jsou charakterizovány pomocí smyslu stáčení magnetizace v rovině disku a pomocí směru vortexového jádra kolmého k rovině disku. Bylo představeno několik konceptů paměťových médií využívajících magnetické vortexy, a ty jsou proto v současné době intenzivně studovány. Tato práce se zabývá magnetostatickým propojením dvojic magnetických disků, konkrétně objasněním jejich vzájemného ovlivňování v průběhu nukleačního procesu. Nejprve bylo třeba studovat náhodnost jednotlivých disků, abychom zajistili, že nově znukleovaný stav je ovlivněn pouze blízkými magnetickými strukturami. Prověřili jsme naše litografické možnosti za účelem dosažení nejlepší možné geometrie. Dále představujeme koncept elektrického čtení směru spinové cirkulace s využitím jevu anizotropní magnetorezistence. Tato metoda umožňuje automatické měření, čímž bylo umožněno získání dostatečně velkého statistického souboru. Byly také provedeny výpočty křivek magnetorezistence, abychom byli předem schopni analyzovat chování naměřených dat. Nakonec jsme provedli komplementární měření pomocí mikroskopie magnetických sil.
|
|
|
Charakterizace magnetických nanostruktur pomocí mikroskopie magnetických sil
Staňo, Michal ; Vetushka,, Aliaksei (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Práce pojednává o mikroskopii magnetických sil magneticky měkkých nanostruktur, zejména NiFe nanodrátů a různě tvarovaných tenkých vrstev - například disků. Práce se zaměřuje na téměř vše, co s touto mikroskopickou technikou souvisí: přípravu měřicích sond a vzorků, samotná pozorování a mikromagnetické simulace magnetického stavu vzorků. Byla pozorována jádra magnetických vírů, jak s komerčními, tak s námi připravenými sondami. Podařilo se zobrazit i magnetické doménové stěny v nanodrátech o průměru pouhých 50 nm. Připravili jsme fungující sondy s různými magnetickými vrstvami: magneticky tvrdého kobaltu, slitiny CoCr a magneticky měkké slitiny NiFe. Magneticky tvrdé sondy poskytovaly lepší signál, zatímco magneticky měkké byly vhodnější pro pozorování magneticky měkkých vzorků, protože je příliš neovlivňují. Námi připravené sondy jsou přinejmenším srovnatelné se standardními komerčními sondami. Simulace se ve většině případů shodují jak s měřením, tak teorií. Dále představujeme také naše prvotní výsledky modelování interakce vzorku s magnetickou sondou, které mohou složit k simulaci měření pomocí mikroskopie magnetických sil, a to i v případě, kdy sonda ovlivňuje magnetický stav vzorku.
|
|
|
Přepínání chirality vortexů v magnetostaticky svázaných permalloyových nanodiscích
Balajka, Jan ; Nebojsa, Alois (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá přepínáním cirkulace vortexů v magnetických nanodiscích. V práci jsou uvedeny výsledky mikromagnetických simulací hysterezních smyček disků s různými stupni asymetrie. Je zde diskutován vliv geometrické asymetrie disku na tvar hysterezní smyčky. Je zde také popsáno přepínání cirkulace vortexů v asymetrických discích pomocí vnějšího magnetického pole v rovině disku. Dále byly provedeny simulace hysterezních smyček dvojic magnetostaticky svázaných nanodisků v různých vzdálenostech a pro různé stupně asymetrie. Analýzou výsledků simulací byl porovnán vliv magnetostatické interakce a tvarové asymetrie na výslednou cirkulaci jednotlivých vortexů a odhadnut dosah magnetostatické interakce pro disky daných rozměrů a dané asymetrie. Součástí práce je stručný popis experimentálních technik použitých pro přípravu a měření připravených vzorků.
|
|
|
Generování náhodných čísel pomocí magnetických nanostruktur
Jíra, Roman ; Burda, Karel (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Generování náhodných čísel může být založeno na fyzikálních jevech, v nichž vystupuje pravděpodobnost, na algoritmech, které využívají především složité či jednosměrné matematické funkce, případně na kombinaci obou těchto přístupů. Magnetický vír je základním stavem magnetizace, který vzniká v magnetických mikro- a nanostrukturách vhodného tvaru, rozměrů a materiálu. Vhodnými podmínkami při vzniku tohoto stavu magnetizace lze zajistit, že veličiny, kterými ho lze popsat, mají náhodný charakter. V rámci této práce je představen koncept generátoru skutečně náhodných čísel, který využívá náhodného přepínání stavů magnetického víru. Následně je provedena jeho realizace a experimentální generování náhodných čísel, která byla poté podrobena statistické analýze.
|
|
|
Magnetic vortex based memory device
Dhankhar, Meena ; Hrabec,, Aleš (oponent) ; Veis,, Martin (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Magnetic vortices are characterized by the sense of in-plane magnetization circulation and the polarity of the vortex core, each having two possible states. As a result, there are four possible, stable magnetization configurations that can be utilized for a multibit memory device. This thesis presents the selective writing of vortex states by electric current pulses and electric readout of the vortex states in a magnetic disk. Prior to the electric measurements, static readout of vortex states is carried out by MFM, and then by MTXM, after applying different current pulses to switch the vortex states. Later, we added all-electric static and finally dynamic readout of the vortex state. Vortex circulation control is based on a geometrical asymmetry formed by cropping one side of the magnetic disk. The flat edge of the disk provides a preferential direction defining the sense of circulation during the nucleation process. Polarity control is generally achieved in a two-step process. Firstly, a homogeneously magnetized perpendicular magnetic anisotropy layer placed at the bottom of the disk imposes a defined vortex polarity upon nucleation of a vortex. Secondly, a fast-current pulse is used to toggle switch the vortex polarity, if needed. Hence, we are able to set the desired vortex state by sending a low amplitude nanosecond pulse that sets the circulation followed by a high amplitude picosecond pulse, which sets the polarity. The vortex states are then detected by electric spectroscopy via the anisotropic magnetoresistance effect. The samples for all the static and dynamic measurements are prepared by e-beam lithography and the lift-off technique.
|
|
|
Přepínání spinových vortexů v magnetických nanodiscích
Hladík, Lukáš ; Pekárková, Jana (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá problematikou přepínání spinových vortexů v magnetických nanodiscích. Nejprve jsou vymezeny základní pojmy (mikro)magnetismu a shrnuty dosavadní teoretické i experimentální výsledky dosažené na poli přepínání obou základních charakteristik (polarita a chiralita) magnetického vortexu. Následně je prezentován princip dynamického přepínání chirality magnetického vortexu pomocí pulzu magnetického pole v rovině vzorku s přesně definovanou amplitudou a délkou bez nutnosti použití jisté tvarové asymetrie nanodisků či určité distribuce magnetického pole. Pro tvorbu nanostruktur byla použita vícekroková elektronová litografie a naprašování pomocí iontových svazků. V práci jsou popsány jednotlivé kroky postupu přípravy a optimalizace vzorků pro měření magnetizační dynamiky. Závěrem jsou prezentovány a diskutovány experimentální výsledky měření dynamického přepínání chirality na připravených vzorcích získané pomocí transmisní rentgenové mikroskopie na synchrotronu Advanced Light Source v Berkeley, USA.
|
|
|
Magnetic vortex based memory device
Dhankhar, Meena ; Hrabec,, Aleš (oponent) ; Veis,, Martin (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Magnetic vortices are characterized by the sense of in-plane magnetization circulation and the polarity of the vortex core, each having two possible states. As a result, there are four possible, stable magnetization configurations that can be utilized for a multibit memory device. This thesis presents the selective writing of vortex states by electric current pulses and electric readout of the vortex states in a magnetic disk. Prior to the electric measurements, static readout of vortex states is carried out by MFM, and then by MTXM, after applying different current pulses to switch the vortex states. Later, we added all-electric static and finally dynamic readout of the vortex state. Vortex circulation control is based on a geometrical asymmetry formed by cropping one side of the magnetic disk. The flat edge of the disk provides a preferential direction defining the sense of circulation during the nucleation process. Polarity control is generally achieved in a two-step process. Firstly, a homogeneously magnetized perpendicular magnetic anisotropy layer placed at the bottom of the disk imposes a defined vortex polarity upon nucleation of a vortex. Secondly, a fast-current pulse is used to toggle switch the vortex polarity, if needed. Hence, we are able to set the desired vortex state by sending a low amplitude nanosecond pulse that sets the circulation followed by a high amplitude picosecond pulse, which sets the polarity. The vortex states are then detected by electric spectroscopy via the anisotropic magnetoresistance effect. The samples for all the static and dynamic measurements are prepared by e-beam lithography and the lift-off technique.
|
|
|
Generování náhodných čísel pomocí magnetických nanostruktur
Jíra, Roman ; Burda, Karel (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Generování náhodných čísel může být založeno na fyzikálních jevech, v nichž vystupuje pravděpodobnost, na algoritmech, které využívají především složité či jednosměrné matematické funkce, případně na kombinaci obou těchto přístupů. Magnetický vír je základním stavem magnetizace, který vzniká v magnetických mikro- a nanostrukturách vhodného tvaru, rozměrů a materiálu. Vhodnými podmínkami při vzniku tohoto stavu magnetizace lze zajistit, že veličiny, kterými ho lze popsat, mají náhodný charakter. V rámci této práce je představen koncept generátoru skutečně náhodných čísel, který využívá náhodného přepínání stavů magnetického víru. Následně je provedena jeho realizace a experimentální generování náhodných čísel, která byla poté podrobena statistické analýze.
|
|
|
Studium vortexových stavů v magnetostaticky svázaných magnetických nanodiscích
Vaňatka, Marek ; Hrabec, Aleš (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Magnetické vortexy ve feromagnetických discích jsou charakterizovány pomocí smyslu stáčení magnetizace v rovině disku a pomocí směru vortexového jádra kolmého k rovině disku. Bylo představeno několik konceptů paměťových médií využívajících magnetické vortexy, a ty jsou proto v současné době intenzivně studovány. Tato práce se zabývá magnetostatickým propojením dvojic magnetických disků, konkrétně objasněním jejich vzájemného ovlivňování v průběhu nukleačního procesu. Nejprve bylo třeba studovat náhodnost jednotlivých disků, abychom zajistili, že nově znukleovaný stav je ovlivněn pouze blízkými magnetickými strukturami. Prověřili jsme naše litografické možnosti za účelem dosažení nejlepší možné geometrie. Dále představujeme koncept elektrického čtení směru spinové cirkulace s využitím jevu anizotropní magnetorezistence. Tato metoda umožňuje automatické měření, čímž bylo umožněno získání dostatečně velkého statistického souboru. Byly také provedeny výpočty křivek magnetorezistence, abychom byli předem schopni analyzovat chování naměřených dat. Nakonec jsme provedli komplementární měření pomocí mikroskopie magnetických sil.
|
|
|
Charakterizace magnetických nanostruktur pomocí mikroskopie magnetických sil
Staňo, Michal ; Vetushka,, Aliaksei (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Práce pojednává o mikroskopii magnetických sil magneticky měkkých nanostruktur, zejména NiFe nanodrátů a různě tvarovaných tenkých vrstev - například disků. Práce se zaměřuje na téměř vše, co s touto mikroskopickou technikou souvisí: přípravu měřicích sond a vzorků, samotná pozorování a mikromagnetické simulace magnetického stavu vzorků. Byla pozorována jádra magnetických vírů, jak s komerčními, tak s námi připravenými sondami. Podařilo se zobrazit i magnetické doménové stěny v nanodrátech o průměru pouhých 50 nm. Připravili jsme fungující sondy s různými magnetickými vrstvami: magneticky tvrdého kobaltu, slitiny CoCr a magneticky měkké slitiny NiFe. Magneticky tvrdé sondy poskytovaly lepší signál, zatímco magneticky měkké byly vhodnější pro pozorování magneticky měkkých vzorků, protože je příliš neovlivňují. Námi připravené sondy jsou přinejmenším srovnatelné se standardními komerčními sondami. Simulace se ve většině případů shodují jak s měřením, tak teorií. Dále představujeme také naše prvotní výsledky modelování interakce vzorku s magnetickou sondou, které mohou složit k simulaci měření pomocí mikroskopie magnetických sil, a to i v případě, kdy sonda ovlivňuje magnetický stav vzorku.
|
host ::
RSS.