|
|
Laser control of the metamagnetic phase transition in FeRh nanostructrures
Velič, Alexander ; Dubroka, Adam (referee) ; Arregi Uribeetxebarria, Jon Ander (advisor)
Nedávno sa ukázalo, že rýchlosť zápisu informácií v magnetických médiách by sa mohla výrazne zvýšiť využitím ultrakrátkych laserových impulzov, ktoré umožňujú koherentné prepínanie magnetizácie v pikosekundovej časovej škále. Ekviatomická zliatina FeRh, ktorá sa vyznačuje fázovým prechodom prvého rádu medzi antiferomagnetickým (AF) a feromagnetickým (FM) rádom, predstavuje zaujímavý materiál na riadenie magnetického poriadku pomocou laserových impulzov. Ultrakrátke laserové impulzy však podporujú iba jednostranný prechod z AF na FM, zatiaľ čo spätný prechod z FM na AF si vyžaduje chladenie a nemožno ho dosiahnuť laserovým ožiarením v rýchlych časových intervaloch. Táto práca sa snaží preskúmať originálne spôsoby riadenia magnetického fázového prechodu v mezoštruktúrach FeRh využitím metastabilného charakteru podchladených FM stavov nachádzajúcich sa v tomto systéme. Polia submikrónových štruktúr FeRh sú vyrobené pomocou litografie a ich charakteristiky fázového prechodu boli skúmané pomocou mikroskopie magnetickej sily. Identifikujú sa podchladené stavy a ich vlastnosti, pričom sa hodnotí ich odozva na osvetlenie ultrarýchlymi laserovými pulzmi. Je vidieť, že impulzy s nízkym výkonom môžu priniesť podchladené FM štruktúry do základného stavu AF, zatiaľ čo impulzy s vysokým výkonom indukujú dopredný prechod AF-to-FM, čím sa nakoniec dosiahne svetlom indukovaná obojsmerná kontrola fázového prechodu vo FeRh.
|
|
|
Influence of the epitaxial strain at the lateral thin film-stripe interface on the Ferromagnetic-Antiferromagnetic phase coexistence in FeRh
Hrdinová, Sára ; Kepič, Peter (referee) ; Zadorozhnii, Oleksii (advisor)
Ekviatomická slitina FeRh vykazuje fázový přechod z antiferomagnetického do feromagnetického uspořádání při teplotě kolem 350 K. Díky tomu se stává ideálním materiálem pro studium výměnných interakcí mezi ferromagnetickou a antiferomagnetickou fází v rámci systému tvořeného jedním materiálem. Díky relaxaci kompresivního epitaxního napětí způsobeného substrátem MgO na okrajích struktur a následné stabilizaci feromagnetické fáze, bychom mohli vytvořit vhodné rozhraní mezi relaxovaným feromagnetckým drátkem a napjatou antiferomagnetickou vrstvou. V této práci jsou nejprve popisány magnetické vlastnosti materiálů, jejich původ a vlastnosti slitiny FeRh s důrazem na fázovou přeměnu. Dále práce obsahuje shrnutí aktuálních výzkumů a článků, týkajících se nukleace fázových domén na strukturovaných i souvislých vrstvách. K samotným měřením byly použity techniky jako je magnetronové naprašování, kterým byly nadeponovány vrstvy FeRh o tloušťkách 36 nm a 180 nm. Po úpravě vrstev pomocí elektronové litografie byly charakterizovány pomocí mikroskopie magnetických sil. Tato měření ukazují, že relaxave napětí výrazně závisí na orientaci proužku vzhledem ke krystalové struktuře substrátu. Pro orientaci 0° je vliv substrátu výraznější než pro 45°. Vrstva FeRh tloušťky 36 nm netvoří souvislé rozhraní na proužcích šířky 1000 nm. Místo toho vytváří malé domény, které vypovídají o rozložení napětí ve struktuře. Silnější vrstvy tloušťky 180 nm nám poskytují jasně definovaného rozhraní pro drátky delší něž 25 µm. Rozhraní bylo dosaženo pro šířky proužků od 1250 nm do 300 nm. U struktur s širšími proužky se feromagnetická fáze na okrajích souvislé vrstvy spojuje s feromagnetickou fází v drátku a tím zakřivuje rozhraní. Toto spojení se postupně přerušuje u tenších proužků s rozměry 800 nm a 600 nm. Proužek šířky 300 nm vykazuje jasné rozhraní mezi svými kraji, které je kompletně odděleno od souvislé vrstvy.
|
|
|
Spatial confinement effects in metamagnetic nanostructures
Jaskowiec, Jiří ; Klapetek, Petr (referee) ; Uhlíř, Vojtěch (advisor)
Silné prostorové omezení materiálů způsobuje jejich nové vlastnosti, které mohou najit uplatnění v mnoha vědeckých i technických odvětvích. Snaha zmenšit velikosti součástek, zvětšit hustotu zápisu a zefektivnit procesy je současným trendem elektronického průmyslu. V této práci je studován vliv prostorového omezení na vlastnosti metamagnetického železo-rhodia (FeRh) během fázové přeměny. FeRh je materiál vykazující fázovou přeměnu prvního druhu mezi antiferomagnetickou a feromagnetickou fází. Metodou mikroskopie magnetických sil v magnetickém poli kolmém na rovinu vzorku je zobrazeni a analyzována struktura fázových domén behem fázové přeměny. Kvantitativní analýza naměřených dat je provedena užitím výškové korelační funkce a její výsledky jsou porovnány pro různé velikosti struktur a tloušťky tenkých vrstev.
|
|
|
Magnetic force microscopy and transport properties of metamagnetic nanostructures
Jaskowiec, Jiří ; Vaňatka, Marek (referee) ; Uhlíř, Vojtěch (advisor)
Iron-rhodium (FeRh) is a material featuring a first-order phase transition between antiferomagnetic (AF) and feromagnetic (FM) phases. The phase transition is symmetric with respect to the direction of transition in bulk FeRh and FeRh thin films. The bachelor thesis focuses on the properties of mesostructures of sub-micron size, where asymmetry between the AF-FM and FM-AF transitions has been recently discovered using electrical transport measurements dependent on temperature. The phase domain structure of FeRh mesostructures during the phase transition is visualized by magnetic force microscopy (MFM) in an out-of-plane magnetic field. Quantitative analysis of the measured magnetic signal reveals the effect of structure size on supercooling of the FM phase and abrupt increase of the AF phase during the FM-AF transition.
|
|
|
5f-electron Magnetism in Intermetallic Uranium Compounds
Vališka, Michal ; Sechovský, Vladimír (advisor) ; Šob, Mojmír (referee) ; Veis, Martin (referee)
Tato práce je zaměřená na studium magnetických vlastností tří r·zných sloučenin na bázi uranu obsahujících 5f elektrony (U4Ru7Ge6, UAu2Si2 a UIrGe). V rámci této práce byly, za pomoci r·zných metod, připraveny vysoce kvalitní krystaly těchto sloučenin. Vlastnosti těchto systém· byly studovány r·znými objemovými meto- dami (magnetizace, měrné teplo, teplotní roztažnost, elektrický transport) a také neu- tronovým a rentgenovým rozptylem při širokém spektru vnějších podmínek (nízká teplota, vysoké magnetické pole, vysoký tlak). Kombinace těchto metod odhalila komplexní chování těchto systém· a pomohla sestrojit jejich magnetické fázové diagramy. První studovanou sloučeninou je feromagnet U4Ru7Ge6vykazující velmi nízkou mag- netokrystalovou anizotropii, která je neočekávaná pro sloučeninu na bázi uranu. To se promítá do izotropní závislosti téměř všech měřených fyzikálních vlastností. Bylo zjištěno, že osa snadné magnetizace se mění v uspořádaném stavu a tento jev je spojen s anomáliemi v teplotní roztažnosti ukazující na možnou rhomboedrickou distorzi. Ta vede k vytvoření dvou odlišných pozic uranu s odlišným magnetickým momentem. Tato před- pově¤ byla potvrzena teoretickými výpočty a pomocí polarizované neutronové difrakce. Rozdíl magnetických moment· na dvou odlišných uranových pozicích je zp·soben...
|
|
|
Studium magnetických a termodynamických vlastností ternárních sloučenin se silně korelovanými 4f elektrony.
Kratochvílová, Marie
We have studied two different systems of compounds, YPd2Al3 and CenTmIn3n+2m. Polycrystalline YPd2Al3, a new member of the REPd2Al3 system, was prepared by arc melting. The X-ray diffraction confirmed that YPd2Al3 crystallizes in the hexagonal PrNi2Al3-type structure as the other REPd2Al3 compounds. Magnetization, AC susceptibility, specific heat and resistivity measurements revealed superconductivity below Ts ≈ 2.2 K. The second part of the work was focused on studies of Ce2PdIn8 and Pd-doped CenRhIn3n+2. Single crystals of Ce2Rh1-xPdxIn8 with x = 0, 0.10, 0.15, 0.30, 0.45, 0.85, 1 and CeRh1-xPdxIn5 with x = 0, 0.1, 0.25 were prepared by solution growth method. The quality of crystals was confirmed by microprobe analysis and X-ray diffraction. The effect of Pd doping on magnetism of CenRh1-xPdxIn3n+2 was studied by specific heat, magnetization and resistivity measurements. The Pd doping gradually suppresses the Néel temperature in both systems, however the effect is stronger in Ce2Rh1-xPdxIn8. Temperature dependence of resistivity of CeRh0.75Pd0.25In5 was studied in pressure up to 2.2 GPa. Similar to CeRhIn5, the antiferromagnetism is gradually suppressed by the applied pressure, while superconductivity is induced and coexists with antiferromagnetism.
|
|
|
Thermo-transport effects in antiferromagnets
Baďura, Antonín ; Schmoranzerová, Eva (advisor) ; Martins Godinho, João Pedro (referee)
This thesis investigates magnetic properties of an antiferromagnet Mn5Si3 in both collinear and noncollinear antiferromagnetic phases, which this compound evinces. The work is based on three distinct experimental approaches: The first one comprises mea- surements of magnetotransport phenomena (namely anisotropic magnetoresistance and Hall effects), the second one studies thermal counterparts of these effects (particularly the anomalous Nernst effect). Finally, we used scanning thermal gradient microscopy in order to observe the domain structure of Mn5Si3. The key outcome of the magnetotransport measurements is an observation of the Hall response in the collinear antiferromagnetic phase, which we attribute to the recently proposed crystal Hall effect. Furthermore, the thermotransport measurements resulted in the first observation of the anomalous Nernst effect in this compound. Due to the variety of artefacts, we did not record any convincing image of the domain structure in Mn5Si3. The analysis of the artefacts was supported by mathematical modelling that helped to pinpoint their origin.
|
|
|
Magnetism in non-centrosymmetric uranium compound: UIrSi3
Valenta, Jaroslav ; Prchal, Jiří (advisor) ; Halevy, Itzhak (referee) ; Isnard, Olivier (referee)
Title: Magnetism in the non-centrosymmetric uranium compound: UIrSi3 Author: RNDr. Jaroslav Valenta Department: Department of Condensed Matter Physics Supervisor of the doctoral thesis: RNDr. Jiří Prchal, Ph.D., DCMP Abstract: The study presented in this thesis is focused on UIrSi3 which is one of two known uranium compounds that crystallize in a non-centrosymmetric structure. This first study of UIrSi3 in single-crystalline form confirms antiferromagnetic order below TN = 41.7 K and reveals strong uniaxial anisotropy. The antiferromagnetic order is suppressed by application of a magnetic field along the c axis (0HC = 7.3 T at 2 K). In contrast, application of a magnetic field up to 14 T along the a axis gives paramagnetic response. The high TN, contrasting with the low 0HC, together with the opposite signs of the paramagnetic Curie temperatures of the a-axis and c-axis paramagnetic susceptibility indicate a competition between antiferromagnetic and ferromagnetic interactions. The first-order metamagnetic transition at HC shows asymmetric hysteresis which reflects a complex antiferromagnetic ground state. With increasing temperature, the hysteresis becomes gradually smaller and vanishes at 28 K where the first-order transition changes to second-order transition which remains up to TN. The point where the...
|
|
|
Spatial confinement effects in metamagnetic nanostructures
Jaskowiec, Jiří ; Klapetek, Petr (referee) ; Uhlíř, Vojtěch (advisor)
Silné prostorové omezení materiálů způsobuje jejich nové vlastnosti, které mohou najit uplatnění v mnoha vědeckých i technických odvětvích. Snaha zmenšit velikosti součástek, zvětšit hustotu zápisu a zefektivnit procesy je současným trendem elektronického průmyslu. V této práci je studován vliv prostorového omezení na vlastnosti metamagnetického železo-rhodia (FeRh) během fázové přeměny. FeRh je materiál vykazující fázovou přeměnu prvního druhu mezi antiferomagnetickou a feromagnetickou fází. Metodou mikroskopie magnetických sil v magnetickém poli kolmém na rovinu vzorku je zobrazeni a analyzována struktura fázových domén behem fázové přeměny. Kvantitativní analýza naměřených dat je provedena užitím výškové korelační funkce a její výsledky jsou porovnány pro různé velikosti struktur a tloušťky tenkých vrstev.
|
|
|
5f-electron Magnetism in Intermetallic Uranium Compounds
Vališka, Michal ; Sechovský, Vladimír (advisor) ; Šob, Mojmír (referee) ; Veis, Martin (referee)
Tato práce je zaměřená na studium magnetických vlastností tří r·zných sloučenin na bázi uranu obsahujících 5f elektrony (U4Ru7Ge6, UAu2Si2 a UIrGe). V rámci této práce byly, za pomoci r·zných metod, připraveny vysoce kvalitní krystaly těchto sloučenin. Vlastnosti těchto systém· byly studovány r·znými objemovými meto- dami (magnetizace, měrné teplo, teplotní roztažnost, elektrický transport) a také neu- tronovým a rentgenovým rozptylem při širokém spektru vnějších podmínek (nízká teplota, vysoké magnetické pole, vysoký tlak). Kombinace těchto metod odhalila komplexní chování těchto systém· a pomohla sestrojit jejich magnetické fázové diagramy. První studovanou sloučeninou je feromagnet U4Ru7Ge6vykazující velmi nízkou mag- netokrystalovou anizotropii, která je neočekávaná pro sloučeninu na bázi uranu. To se promítá do izotropní závislosti téměř všech měřených fyzikálních vlastností. Bylo zjištěno, že osa snadné magnetizace se mění v uspořádaném stavu a tento jev je spojen s anomáliemi v teplotní roztažnosti ukazující na možnou rhomboedrickou distorzi. Ta vede k vytvoření dvou odlišných pozic uranu s odlišným magnetickým momentem. Tato před- pově¤ byla potvrzena teoretickými výpočty a pomocí polarizované neutronové difrakce. Rozdíl magnetických moment· na dvou odlišných uranových pozicích je zp·soben...
|
guest ::
