|
|
Konstrukce zařízení pro měření magnetických vlastností mikro a nanostruktur
Flajšman, Lukáš ; Dubroka, Adam (oponent) ; Spousta, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce pojednává o magneto-optických jevech s důrazem na Kerrův magneto-optický jev. Je předložen popis, který umožňuje kvantifikovat měřené veličiny na základě měření intenzity odraženého světla od vzorku. Dále je na jednoduchém fyzikálním modelu ukázán vznik anizotropie, kterou do původně izotropního vzorku zanese vnější magnetické pole. V technické části práce je rozebrána konstrukce zařízení, které umožňuje měřit magneto-optický Kerrův jev v longitudinální konfiguraci u struktur, jejichž rozměry jsou v řádu mikro/nano metrů. V závěrečné kapitole práce jsou předloženy výsledky měření tenkých vrstev Co a magnetických vortexů na Si substrátu, jejichž laterální rozměr je 1 m.
|
|
|
Vektorová Kerrova magnetometrie
Flajšman, Lukáš ; Veis,, Martin (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Moderní magnetické materiály a na nich postavená zařízení se v poslední době stávají značně komplexními s vysokými nároky jak na výrobu, tak na charakterizaci jejich vlastností. Z malého výčtu jevů, které sou schopny charakterizace takových struktur, v práci využíváme tu, jenž nese název magneto-optický Kerrův jev. V teoretické části řešíme odezvu elektromagnetické vlny při odrazu od rozhraní materiálu s nenulovou magnetizací. Dále se zabýváme návrhem a konstrukcí zařízení, které je schopno tuto odezvu detekovat. V experimentální části je funkčnost zařízení prokázána na různých magnetických systémech: metastabilních vrstvách železa, pro případ Stonerovy–Wohlfarthovy částice a v neposlední řadě na magnetických vortexech. Navržený rastrovací vektorový Kerrův magnetometer nám umožnil charakterizovat magnetické vzorky s rozlišením 500 nm.
|
|
|
Magneto-optical imaging and analysis of magnetic domain microstructures
Molnár, Tomáš ; Wojewoda, Ondřej (oponent) ; Arregi Uribeetxebarria, Jon Ander (vedoucí práce)
Magneto-optical effects are associated with the interaction of polarized light with magnetized media. Although discovered nearly two centuries ago, magneto-optics is a widely utilized tool for magnetic characterization due to its high sensitivity and versatility. For example, it enables visualization of magnetic domain structures in microscale magnetic systems via wide-field magneto-optical microscopy. The majority of research on this topic has employed linear effects in magnetization to image domains in ferromagnetic materials, where one measures an optical contrast for regions with opposite magnetization orientations. It has been recently shown that even antiferromagnetic materials can be studied using quadratic magneto-optical effects (Voigt effect), making it possible to visualize regions with different spin axis orientations. In this work, we perform a fundamental magneto-optical microscopy study of magnetic thin film and microstructure systems using linear and quadratic effects. Consequently, the microscale magnetization configuration of continuous and patterned magnetic thin films is interpreted via the image processing strategy developed in this thesis, leading to quantitative vector magnetometry. Moreover, the coexistence of the ferro- and antiferromagnetic phase domains in FeRh films was investigated using optical and magneto-optical microscopy.
|
|
|
Development of the scanning time-resolved Kerr microscope
Nekula, Zdeněk ; Arregi Uribeetxebarria, Jon Ander (oponent) ; Wojewoda, Ondřej (vedoucí práce)
In recent days, magnetic materials, structures, and devices are getting more popular, especially those related to spintronics. Research and development of such magnetic samples require a way to observe magnetization with good spatial and temporal resolution. Most dynamic changes of magnetization are realized in nanoseconds or even faster. If we can detect these dynamic processes, we can reveal many exciting magnetization features and add the fourth dimension to our experiments. We introduce a scanning Kerr microscope working in two modes: static and dynamic. In static mode, our microscope detects a direction of magnetization in a variable magnetic field. In dynamic mode, we use a pump-probe method to reach a temporal resolution and observe a fast evolution of magnetization.
|
|
|
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.
|
|
|
Magneto-optical study of the dynamic properties of magnetic nanostructures and nanostructured metamaterials
Flajšman, Lukáš ; Chumak, Andrii (oponent) ; Revelosona, Dafiné (oponent) ; Spousta, Jiří (vedoucí práce)
The magnonics is the novel research topic in magnetism concerned with the physics of spin waves. The magnonics has the potential to introduce novel devices for wave-based computing with low power consumption. During the fabrication process of the magnonic devices using common materials and fabrication techniques, we are left only with a minimum means of how to alter the inherent properties of the magnetic materials. This highly limits the usability or versatility of the structures. This work introduces a novel material to the magnonics. The unique and highly deterministic properties of the structures prepared by focused ion beam direct writing into the metastable iron layer are presented and partially exploited in a set of prototypical structures prepared in the system. The important parameters of the system are extracted from the measurement of the spin-wave dispersion by the means of the phase-resolved Brillouin light scattering method. The findings are supported by the micromagnetic simulations and by using the analytical models. Three sets of novel magnonic devices that exploit the unique properties of the system are presented and tested.
|
|
|
Magnetooptická odezva multivrstev
Kunt, Ota ; Ostatnický, Tomáš (vedoucí práce) ; Antoš, Roman (oponent)
Optická odezva materiálů silně závisí na jejich magnetických vlastnostech. Tohoto jevu se mimo jiné využívá u materiálů ve formě tenkých vrstev a mul- tivrstev. S využitím citované literatury shrnujeme teorii potřebnou pro výpočet magnetooptické odezvy multivrstvy. Výpočet vychází z Maxwellových rovnic a magnetické materiály jsou popsány pomocí efektivního tenzoru permitivity. Při výpočtu se používá Jonesova formalismu pro popis polarizovaného světla a Ye- hova formalismu pro popis odezvy multivrstvy. V rámci této práce byl vytvo- řen program používající uvedenou teorii a jsou provedeny výpočty pro konkrétní strukturu. Parametry multivrstvy byly voleny dle vzorku, jehož magnetooptická odezva byla měřena na Katedře chemické fyziky a optiky, MFF UK. 1
|
|
|
Studium fyzikálních vlastností nanostruktur pomocí magnetooptických metod
Beran, Lukáš ; Veis, Martin (vedoucí práce) ; Mistrík, Jan (oponent)
Metody magentooptické spektroskopie jsou využívány k výzkumu magne- tických vlastností materiálů až do nanometrometrových rozměrů díky své vy- soké citlivosti a bezkontaktní povaze. To ovšem vyžaduje sofistikovaných ex- perimentálních uspořádání náročných na technické vybavení a nastavení op- tických komponent. Tato práce popisuje základní fyzikální principy Kerrovy magnetooptické spektroskopie. Na základě těchto principů je navrženo a vy- vinuto nové, mnohem jednodušší experimentální uspořádání se zkříženými polarizátory. Toto uspořádání vykazuje řádově stejnou citlivost a přesnost měření jako běžně používané modulační metody se kterými je v této práci srovnáváno. Nakonec je toto uspořádání použito ke studiu magnetooptických vlastností vybraných magnetických struktur a tyto vlastnosti jsou diskuto- vány. 1
|
|
|
Magneto-optical imaging and analysis of magnetic domain microstructures
Molnár, Tomáš ; Wojewoda, Ondřej (oponent) ; Arregi Uribeetxebarria, Jon Ander (vedoucí práce)
Magneto-optical effects are associated with the interaction of polarized light with magnetized media. Although discovered nearly two centuries ago, magneto-optics is a widely utilized tool for magnetic characterization due to its high sensitivity and versatility. For example, it enables visualization of magnetic domain structures in microscale magnetic systems via wide-field magneto-optical microscopy. The majority of research on this topic has employed linear effects in magnetization to image domains in ferromagnetic materials, where one measures an optical contrast for regions with opposite magnetization orientations. It has been recently shown that even antiferromagnetic materials can be studied using quadratic magneto-optical effects (Voigt effect), making it possible to visualize regions with different spin axis orientations. In this work, we perform a fundamental magneto-optical microscopy study of magnetic thin film and microstructure systems using linear and quadratic effects. Consequently, the microscale magnetization configuration of continuous and patterned magnetic thin films is interpreted via the image processing strategy developed in this thesis, leading to quantitative vector magnetometry. Moreover, the coexistence of the ferro- and antiferromagnetic phase domains in FeRh films was investigated using optical and magneto-optical microscopy.
|
|
|
Development of the scanning time-resolved Kerr microscope
Nekula, Zdeněk ; Arregi Uribeetxebarria, Jon Ander (oponent) ; Wojewoda, Ondřej (vedoucí práce)
In recent days, magnetic materials, structures, and devices are getting more popular, especially those related to spintronics. Research and development of such magnetic samples require a way to observe magnetization with good spatial and temporal resolution. Most dynamic changes of magnetization are realized in nanoseconds or even faster. If we can detect these dynamic processes, we can reveal many exciting magnetization features and add the fourth dimension to our experiments. We introduce a scanning Kerr microscope working in two modes: static and dynamic. In static mode, our microscope detects a direction of magnetization in a variable magnetic field. In dynamic mode, we use a pump-probe method to reach a temporal resolution and observe a fast evolution of magnetization.
|
host ::
RSS.