|
|
Spin wave propagation in structures with locally modified magnetic anisotropy
Roučka, Václav ; Flajšman, Lukáš (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Devices based on spin waves have the potential to be used in low-power data processing. Naturally, a successful application would require many of those devices to be interconnected on a chip. Such a chip would have to include steering of spin waves through turned waveguides. The issue of steering dipole-exchange spin waves through waveguides has not been sufficiently solved so far, as the tested designs lead to a loss of intensity and phase coherence. In the presented thesis, we have studied two systems, which could be exploited for spin-wave steering. First, we dealt with metastable iron-nickel thin films. The paramagnetic metastable fcc layer epitaxially grown on a Cu substrate can be transformed into a stable ferromagnetic bcc phase by a focused ion beam. This technique gives us spatial control over the transformation process, and the scanning strategy even allows us to determine the direction of magnetic anisotropy. Magnetic properties of structures prepared by this technique, together with spin-wave refraction between domains with different anisotropy directions, were characterized by Brillouin light scattering microscopy. Moreover, we have studied spin-wave propagation in a system with corrugation induced magnetic anisotropy. The corrugated magnetic film is created by focused electron beam-induced deposition of nonmagnetic ridges on a substrate and subsequent deposition of the magnetic material. Turned corrugated waveguides of different designs were prepared and we have measured spin-wave propagation through them by Brillouin light scattering microscopy. Micromagnetic simulations were also employed to provide further insight and to help us identify good experimental designs.
|
|
|
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.
|
|
|
Magneto-optical investigation of spintronic materials
Vojáček, Libor ; Flajšman, Lukáš (oponent) ; Arregi Uribeetxebarria, Jon Ander (vedoucí práce)
The magneto-optical Kerr effect is a useful tool for accessing the magnetic properties of metallic surfaces. The magnetization reversal process controlled by an external applied field and magneto-optically measured can give us information about the anisotropic properties of magnetic systems. In the presented work, we review the theoretical aspects of magnetization reversal and the changes of light polarization upon reflection from a magnetized medium. Description of a functional, high-sensitivity magneto-optical setup based on the polarization modulation technique is given. The apparatus was assembled by modifying an already existing similar setup. Measurements on thin-film magnetic layers prove its functionality and reveal the properties of metamagnetic thin films from FeRh, which is a material with potential applications in spintronics.
|
|
|
Metastable iron thin films for magnetic metamaterials
Holobrádek, Jakub ; Man, Ondřej (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Magnetic nanostructures are widely investigated for applications in industrial and fundamental research thanks to their interesting properties. One of the concerned scientific disciplines is magnonics – a novel research topic in magnetism concerned with the physics of spin waves, which can be used for fabrication of novel devices for wave-based computing with low power consumption. Fabrication of magnonic structures by a focused ion beam (FIB) is an alternative method to the commonly used lithographic methods. The material used in this work -- metastable iron – is able to undergo an ion-beam-induced phase transformation from a paramagnetic fcc to a ferromagnetic bcc phase. One of the properties, which affect the spin-wave propagation, is magnetic anisotropy. This thesis presents the influence of UHV conditions during the deposition of the metastable iron film on the magnetic anisotropy of the structures fabricated via FIB into this film. We also investigate the relationship between FIB parameters, crystallographic properties of the resulting structures, and their magnetic anisotropy.
|
|
|
Magnetic and magnetoelastic properties of f-d intermetallics with high content of 3d-metal
Gorbunov, Denis ; Andreev, Alexander (vedoucí práce) ; Kamarád, Jiří (oponent) ; Svoboda, Pavel (oponent)
Práce zkoumá fundamentální magnetické vlastnosti sloučenin RFexAl12-x (R - prvek těžkých vzácných zemin) s tetragonální krystalickou strukturou typu ThMn12. Studium LuFexAl12-x s nemagnetickým Lu ukázalo, že výměnné interakce a magnetokrystalická anizotropie se v oblasti homogenity, pro 4 ≤ x ≤ 6, významně mění. Při zvýšení obsahu Fe antiferromagnetické výměnné interakce zeslabují a naopak ferromagnetické zesilují. Změna výměnných interakcí probíhá v okolí x = 5. Podmřížka Fe vykazuje anizotropii typu snadná rovina, anizotropie při zvýšení obsahu Fe slábne. Sloučeniny RFe5Al7 s magnetickými R jsou silně anizotropní ferrimagnety s Curieovými teplotami mezi 193 a 262 K. Měřením magnetizace a šíření zvuku byly v RFe5Al7 odhaleny spontánní a polem vyvolané magnetické fázové přechody anizotropní a výměnné podstaty. Přechody poskytují kvantitativní informace o výměnné interakci mezi podmřížkami. Byla určena korelace mezi prvkem R a fundamentálními magnetickými vlastnostmi RFe5Al7. Magnetický moment Fe je 8 µB na buňku. Sloučeniny s Tb, Dy, Ho a Er vykazují kompenzaci magnetizací podmřížek vzácné zeminy a železa. Kompenzační teplota a Curieova teplota jsou úměrné výměnné interakci mezi podmřížkami R a Fe.
|
|
|
Magnetic anisotropies in (Ga,Mn)As and metallic multilayers with strong spin-orbit coupling
Zemen, Jan ; Jungwirth, Tomáš (vedoucí práce) ; Diviš, Martin (oponent) ; Šob, Mojmír (oponent)
V této disertační práci jsou prezentovány numerické výpočty magnetokrystalických anisotropií ve feromagnetických polovodičích a přechodových kovech se zaměřením na mikroskopický původ těchto relativistických jevů i na vývoj spintronických součástek s novou funkcionalitou. Převážná část práce je věnována výzkumu magnetických anisotropií v (Ga,Mn)As epivrstvách a srovnání výpočtů s dostupnými experimentálními daty. Náš model popisuje valenční díry pomocí šestipásové obálkové funkce a jejich kinetickou výměnnou interakci s lokalizovanými manganovými momenty započítává v přiblížení středního pole. Nejprve studujeme otáčení magnetické snadné osy ze směru kolmého k vrstvě do směru paralelního v závislosti na koncentraci Mn iontů, koncentraci děr a teplotě v epivrstvách s elastickým napětím způsobeným různou mřížkovou konstantou substrátu a epivrstvy. Pak se zaměřujeme na vzájemnou velikost kubické a uniaxiální komponenty magnetické anisotropie v rovině vzorku. Do našeho efektivního Hamiltoniánu je vloženo uniaxiální napětí v rovině vzorku za účelem modelování anisotropií měřených v neupravených souvislých epivrstvách a zároveň je poskytnuto mikroskopické odůvodnění tohoto postupu. Model je pak rozšířen o uniaxiální napětí podle libovolného směru v rovině vzorku a používán pro popis...
|
|
|
Spin wave propagation in structures with locally modified magnetic anisotropy
Roučka, Václav ; Flajšman, Lukáš (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Devices based on spin waves have the potential to be used in low-power data processing. Naturally, a successful application would require many of those devices to be interconnected on a chip. Such a chip would have to include steering of spin waves through turned waveguides. The issue of steering dipole-exchange spin waves through waveguides has not been sufficiently solved so far, as the tested designs lead to a loss of intensity and phase coherence. In the presented thesis, we have studied two systems, which could be exploited for spin-wave steering. First, we dealt with metastable iron-nickel thin films. The paramagnetic metastable fcc layer epitaxially grown on a Cu substrate can be transformed into a stable ferromagnetic bcc phase by a focused ion beam. This technique gives us spatial control over the transformation process, and the scanning strategy even allows us to determine the direction of magnetic anisotropy. Magnetic properties of structures prepared by this technique, together with spin-wave refraction between domains with different anisotropy directions, were characterized by Brillouin light scattering microscopy. Moreover, we have studied spin-wave propagation in a system with corrugation induced magnetic anisotropy. The corrugated magnetic film is created by focused electron beam-induced deposition of nonmagnetic ridges on a substrate and subsequent deposition of the magnetic material. Turned corrugated waveguides of different designs were prepared and we have measured spin-wave propagation through them by Brillouin light scattering microscopy. Micromagnetic simulations were also employed to provide further insight and to help us identify good experimental designs.
|
|
|
Metastable iron thin films for magnetic metamaterials
Holobrádek, Jakub ; Man, Ondřej (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Magnetic nanostructures are widely investigated for applications in industrial and fundamental research thanks to their interesting properties. One of the concerned scientific disciplines is magnonics – a novel research topic in magnetism concerned with the physics of spin waves, which can be used for fabrication of novel devices for wave-based computing with low power consumption. Fabrication of magnonic structures by a focused ion beam (FIB) is an alternative method to the commonly used lithographic methods. The material used in this work -- metastable iron – is able to undergo an ion-beam-induced phase transformation from a paramagnetic fcc to a ferromagnetic bcc phase. One of the properties, which affect the spin-wave propagation, is magnetic anisotropy. This thesis presents the influence of UHV conditions during the deposition of the metastable iron film on the magnetic anisotropy of the structures fabricated via FIB into this film. We also investigate the relationship between FIB parameters, crystallographic properties of the resulting structures, and their magnetic anisotropy.
|
|
|
New binary refractory metal-Fe intermetallic compounds for hard magnet applications
Tchaplianka, Maxim ; Shick, Alexander
We investigate theoretically the electronic and magnetic structure of Fe2Hf. The density functional theory is used to calculate the magnetic moments on individual atoms, the total and projected densities of states, and the magnetic anisotropy energy. The Fe2Hf is found to be metallic and ferrimagnetic, with the magnetic moments of Fe and Hf atoms pointing in the opposite directions. The negative magnetic anisotropy, and the “in-plane” preferential direction of the magnetization are found as a result of theoretical calculations. Our study suggests that the chemical control of the magnetic anisotropy has to be investigated in order to evaluate the potential of Fe2Hf for the permanent magnet applications.\n
|
|
|
Magneto-optical study of antiferromagnetic materials for spintronics
Kubaščík, Peter ; Němec, Petr (vedoucí práce) ; Výborný, Karel (oponent)
Hlavným cieľom tejto práce bolo vyvinúť experimentálnu techniku na štúdium feromagnetických a antiferomagnetických materiálov využitím magneto-optických javov kvadratických v magnetizácií. Využitím prototypu 2-dimenzionálneho elektromagnetu, ktorý umožňuje točiť magnetickým poľom konštantnej veľkosti v rovine vzorku, sme boli schoppný študovať spektrálnu závislosť a anizotropiu príslušných magneto-optických koeficientov. Vo feromagnetickom polovodiči GaMnAs sme zistili, že anizotropia koeficientu Voigtovho javu je silne závislá na vlnovej dĺžke - tento koeficient môže byť izotropný aj anizotropný. Veľmi silná anizotropia tohto koeficientu bola pozorovaná pre kov FeRh vo feromagnetickom stave. Na záver bola demonštrovaná nová metóda, ktorá umožňuje merať Voigtov jav v antiferomagnetickom stave FeRh.
|
host ::
RSS.