|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
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...
|
host ::
RSS.