|
|
Theoretical Study of Magnetic Anisotropy in MgO-based Magnetic Tunnel Junctions
Vojáček, Libor ; Li,, Jing (oponent) ; Chshiev,, Mairbek (vedoucí práce)
A magnetic tunnel junction (MTJ) is a spintronic device commercially used in highly sensitive hard disk drive reading heads. Since 2007 it has helped to sustain the exponential increase in the magnetic storage density. Moreover, it also became the building block of the fast, durable, power-efficient, and non-volatile magnetic random-access memory (MRAM). Just like reading heads, this new type of solid-state memory uses MTJs based on crystalline magnesium oxide (MgO) along with 3d metallic magnetic elements (Fe and Co). Strong magnetic anisotropy in the direction perpendicular to the metal|MgO interface is needed to provide long-term thermal memory stability as the device is downscaled. This work will analyze the magnetocrystalline anisotropy (MCA) of body-centered cubic Fe, Co, and Ni on MgO using ab initio simulations. Numerical code will be developed to calculate the shape anisotropy, crucial to consider in addition to MCA, because together they add up to the effective anisotropy. Finally, a calculation of MCA based on the second-order perturbation theory will be implemented. This will enable us to link the observed anisotropic properties directly to the system’s electronic structure (the band structure and density of states).
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Theoretical Study of Magnetic Anisotropy in MgO-based Magnetic Tunnel Junctions
Vojáček, Libor ; Li,, Jing (oponent) ; Chshiev,, Mairbek (vedoucí práce)
A magnetic tunnel junction (MTJ) is a spintronic device commercially used in highly sensitive hard disk drive reading heads. Since 2007 it has helped to sustain the exponential increase in the magnetic storage density. Moreover, it also became the building block of the fast, durable, power-efficient, and non-volatile magnetic random-access memory (MRAM). Just like reading heads, this new type of solid-state memory uses MTJs based on crystalline magnesium oxide (MgO) along with 3d metallic magnetic elements (Fe and Co). Strong magnetic anisotropy in the direction perpendicular to the metal|MgO interface is needed to provide long-term thermal memory stability as the device is downscaled. This work will analyze the magnetocrystalline anisotropy (MCA) of body-centered cubic Fe, Co, and Ni on MgO using ab initio simulations. Numerical code will be developed to calculate the shape anisotropy, crucial to consider in addition to MCA, because together they add up to the effective anisotropy. Finally, a calculation of MCA based on the second-order perturbation theory will be implemented. This will enable us to link the observed anisotropic properties directly to the system’s electronic structure (the band structure and density of states).
|
|
|
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.
|
|
|
Physics of interfaces in magnetic nano structures
Ohnoutek, Lukáš ; Veis, Martin (vedoucí práce) ; Urbánek, Michal (oponent)
Vlastnosti nanostruktur mohou být silně ovlivněny změnami jejich rozhraní. Díky své hloubkové citlivosti a bezkontaktnímu měření jsou magnetooptická spektroskopie a spektroskopická elipsometrie ideální ke studiu takových jevů. Dvě metody nevratné modifikace magnetických vlastností, a to zejména magnetické anizotropie, jsou zkoumány v této práci. Změřené spektrální závislosti magnetooptického Kerrova jevu jsou porovnány s teoretickými výpočty za účelem určení profilů vzorků pro různé úrovně a různé metody modifikace. Dále jsou provedena elipsometrická měření na zařízení, jehož optické vlastnosti je možno měnit přikládáním elektrického napětí.
|
|
|
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.
|
|
|
Studium spinové polarizace pomocí laserové spektroskopie
Kuchařík, Jiří ; Němec, Petr (vedoucí práce) ; Veis, Martin (oponent)
Spintronika je perspektivní odvětví elektroniky, které k přenosu a zpracování informace využívá kromě náboje elektronu také jeho spin. Pro reálné aplikace je však nutné pochopit, jak se magnetický stav látky mění nejen v čase, ale i v prostoru. V této diplomové práci se tedy věnujeme zobrazování magnetických domén ve feromagnetických polovodičích čistě optickými metodami, které jsou založeny na využití magnetooptických jevů. Konkrétně se nejprve zabýváme opti- malizací existujícího polarizačního mikroskopu, jehož funkce je založena výhradně na polárním Kerrově jevu. Následně se v již optimalizovaném uspořádání po- koušíme pozorovat magnetické domény ve feromagnetickém polovodiči GaMnAs pomocí magnetického lineárního dichroismu. 1
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.