|
|
Ultrafast laser-induced control of magnetic materials
Opršal, Jakub ; Wojewoda, Ondřej (oponent) ; Arregi Uribeetxebarria, Jon Ander (vedoucí práce)
Magnetic materials are widely used for digital data storage. Data are written in form of bits using external magnetic field. It was long thought that magnetic materials could not be controlled faster than 10-100 ps. A breakthrough experiment in 1996 paved the way for a new field, showing that light can also controlled with femtosecond laser pulses and in the order of picoseconds. Here, we replicate fundamental laser-induced all-optical switching experiments in ferromagnetic and ferrimagnetic materials. Ultrafast laser setup was developed to perform such experiments with different light polarization. Thanks to this, we can distinguish different mechanism and different phenomena present for ultrafast control of magnetic materials.
|
|
|
Měření vlastností tenkých vrstev metodami zobrazovací reflektometrie a Kerrova jevu
Plšek, Radek ; Navrátil, Karel (oponent) ; Spousta, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je rozdělena do tří hlavních částí, které se zabývají optickými a magnetickými vlastnostmi tenkých vrstev a způsoby jejich měření. Princip spektroskopické reflektometrie a měření optických vlastností tenkých vrstev tvoří náplň první části. Stěžejní jsou pak výsledky zobrazovací reflektometrie, kterou sledujeme in situ změnu optických vlastností tenké vrstvy SiO2 v průběhu jejího leptání na ploše cca 10 × 13 mm2. Druhá část je věnována magnetickým vlastnostem tenkých vrstev a popisu úprav měřicího zařízení na ÚFI FSI VUT v Brně. Magnetické vlastnosti jsou sledovány pomocí longitudinálního magnetooptického Kerrova jevu, kdy při odrazu polarizovaného světla na magnetickém materiálu dojde ke stočení roviny jeho polarizace. Měřicí sestava byla rozšířena o mikroskopový objektiv, abychom docílili fokusace laserového svazku do co nejmenší stopy. Tím dostáváme informaci o lokálních magnetických vlastnostech tenké vrstvy a jsme schopni tyto vlastnosti měřit i u magnetických mikrostruktur. Závěrečná část byla vypracována v rámci studijní stáže Erasmus. Zabývá se optimalizací trojvrstvy spinového ventilu Co/Cu/NiFe. Cílem bylo dosáhnout co nejvyšší změny elektrického odporu v závislosti na vzájemné orientaci vektorů magnetizace. Tento jev je nazýván Giant Magnetoresistance (GMR) a lze jej pozorovat u magnetických multivrstev.
|
|
|
Ultrafast laser-induced control of magnetic materials
Opršal, Jakub ; Wojewoda, Ondřej (oponent) ; Arregi Uribeetxebarria, Jon Ander (vedoucí práce)
Magnetic materials are widely used for digital data storage. Data are written in form of bits using external magnetic field. It was long thought that magnetic materials could not be controlled faster than 10-100 ps. A breakthrough experiment in 1996 paved the way for a new field, showing that light can also controlled with femtosecond laser pulses and in the order of picoseconds. Here, we replicate fundamental laser-induced all-optical switching experiments in ferromagnetic and ferrimagnetic materials. Ultrafast laser setup was developed to perform such experiments with different light polarization. Thanks to this, we can distinguish different mechanism and different phenomena present for ultrafast control of magnetic materials.
|
|
|
Studium fyzikálních vlastostí magnetických oxidů spektroskopickými metodami
Zahradník, Martin ; Veis, Martin (vedoucí práce) ; Kouřil, Karel (oponent)
V této práci byly studovány dvě skupiny magnetických oxidů. Tenké vrstvy La2/3Sr1/3MnO3 (LSMO) deponované pulsní laserovou depozicí (PLD) na substrátech SrTiO3 (STO) byly charakterizovány pomocí polární a longitudinální magnetooptické (MO) Kerrovy spektroskopie. Experimentální výsledky byly porovnány s teoretickými výpočty založenými na Yehově maticovém formalismu. Velmi dobrá shoda mezi experimentálními a teoretickými daty svědčí o vysokém magnetickém uspořádání až do tloušťky vrstev 5 nm a také o mechanismu potlačení interakce dvojité výměny poblíž rozhraní LSMO/STO. Magneticky dopované vrstvy Ce1-xCoxO2-δ deponované pomocí PLD na substrátech MgO (x = 0.05 a 0.10) a zoxidovaného Si (x = 0.20) byly studovány pomocí spektroskopické elipsometrie a MO Faradayovy a Kerrovy spektroskopie. Byla získána spektra diagonálních i nediagonálních prvků tenzoru permitivity, která byla ověřena teoretickými výpočty porovnanými s experimentálními daty. Diagonální spektra odhalila dva optické přechody z O 2p do Ce stavů. Nediagonální spektra odhalila dva paramagnetické přechody zahrnující kobaltové ionty. Byl pozorován zásadní vliv kobaltového dopování na výsledné feromagnetické vlastnosti CeO2.
|
|
|
Vliv pnutí na magnetooptické vlasnosti La2/3Sr1/3MnO3
Maleček, Tomáš ; Veis, Martin (vedoucí práce) ; Verhagen, Timotheus Guillaume Albertus (oponent)
Vliv pnutí na tenké vrstvy La2/3Sr1/3MnO3 (LSMO) byl zkoumán pomocí magnetoop- tické spektroskopie. Studované vzorky byly vytvořeny za pomoci pulzní laserové depozice na čtyřech různých substrátech s rozdílnými úrovněmi kompresivního a tahového pnutí. Spektra magnetooptického Kerrova efektu (MOKE) byla naměřena pro všechny čtyři vzorky. Bylo pozorováno zhoršení magnetických vlastností vzorků s narůstajícím pnutím. Nediagonální prvky tenzoru permitivity, dopočteny z MOKE a ze spektroskopické ellip- sometrie, potvrdily přítomnost dvou již v literatuře popsaných elektronových přechodů. Byl však pozorován třetí přechod okolo 4.3 eV u vzorků na něž působí kompresivní pnutí. Pro všechny vzorky byla naměřena teplotně závislá spektra Kerrovy rotace. Z těchto mě- ření byla určena Curieova teplota pro všechny vzorky s výjimkou LSMO deponovaným na LaAlO3, které okolo 200 K vykazuje spinovou reorientaci. Teplotně závislá měření na vzorcích s kompresivním pnutím odhalila zesílení třetího přechodu. Toto pozorování je v souladu s předpokladem, že tento přechod je paramagnetický. Dále byla pozorována změna spektrálního tvaru v naměřených spektrech Kerrovy rotace tenké vrstvy LSMO na substrátu SrTiO3. Tento substrát prochází v okolí teploty 105 K strukturní změnou a tedy mění pnutí na vzorku.
|
|
|
Studium fyzikálních vlastností magnetických oxidů spektroskopickými metodami
Zahradník, Martin ; Veis, Martin (vedoucí práce)
V této práci byly studovány dvě skupiny magnetických oxidů. Tenké vrstvy La2/3Sr1/3MnO3 (LSMO) deponované pulsní laserovou depozicí (PLD) na substrátech SrTiO3 (STO) byly charakterizovány pomocí polární a longitudinální magnetooptické (MO) Kerrovy spektroskopie. Experimentální výsledky byly porovnány s teoretickými výpočty založenými na Yehově maticovém formalismu. Velmi dobrá shoda mezi experimentálními a teoretickými daty svědčí o vysokém magnetickém uspořádání až do tloušťky vrstev 5 nm a také o mechanismu potlačení interakce dvojité výměny poblíž rozhraní LSMO/STO. Magneticky dopované vrstvy Ce1-xCoxO2-δ deponované pomocí PLD na substrátech MgO (x = 0.05 a 0.10) a zoxidovaného Si (x = 0.20) byly studovány pomocí spektroskopické elipsometrie a MO Faradayovy a Kerrovy spektroskopie. Byla získána spektra diagonálních i nediagonálních prvků tenzoru permitivity, která byla ověřena teoretickými výpočty porovnanými s experimentálními daty. Diagonální spektra odhalila dva optické přechody z O 2p do Ce stavů. Nediagonální spektra odhalila dva paramagnetické přechody zahrnující kobaltové ionty. Byl pozorován zásadní vliv kobaltového dopování na výsledné feromagnetické vlastnosti CeO2.
|
|
|
Vliv pnutí na magnetooptické vlasnosti La2/3Sr1/3MnO3
Maleček, Tomáš ; Veis, Martin (vedoucí práce) ; Verhagen, Timotheus Guillaume Albertus (oponent)
Vliv pnutí na tenké vrstvy La2/3Sr1/3MnO3 (LSMO) byl zkoumán pomocí magnetoop- tické spektroskopie. Studované vzorky byly vytvořeny za pomoci pulzní laserové depozice na čtyřech různých substrátech s rozdílnými úrovněmi kompresivního a tahového pnutí. Spektra magnetooptického Kerrova efektu (MOKE) byla naměřena pro všechny čtyři vzorky. Bylo pozorováno zhoršení magnetických vlastností vzorků s narůstajícím pnutím. Nediagonální prvky tenzoru permitivity, dopočteny z MOKE a ze spektroskopické ellip- sometrie, potvrdily přítomnost dvou již v literatuře popsaných elektronových přechodů. Byl však pozorován třetí přechod okolo 4.3 eV u vzorků na něž působí kompresivní pnutí. Pro všechny vzorky byla naměřena teplotně závislá spektra Kerrovy rotace. Z těchto mě- ření byla určena Curieova teplota pro všechny vzorky s výjimkou LSMO deponovaným na LaAlO3, které okolo 200 K vykazuje spinovou reorientaci. Teplotně závislá měření na vzorcích s kompresivním pnutím odhalila zesílení třetího přechodu. Toto pozorování je v souladu s předpokladem, že tento přechod je paramagnetický. Dále byla pozorována změna spektrálního tvaru v naměřených spektrech Kerrovy rotace tenké vrstvy LSMO na substrátu SrTiO3. Tento substrát prochází v okolí teploty 105 K strukturní změnou a tedy mění pnutí na vzorku.
|
|
|
Dynamic control of magnetization for spintronic applications studied by magneto-optical methods
Zahradník, Martin ; Veis, Martin (vedoucí práce) ; Herranz, Gervasi (oponent) ; Legut, Dominik (oponent)
V této práci byly systematicky studovány dva mechanismy, jež hrají důležitou roli v přípravě tenkých vrstev magnetických oxidů. Prvním z nich byl vliv epitaxního pnutí na výsledné magnetooptické vlastnosti tenkých vrstev La2/3Sr1/3MnO3 (LSMO). Studované vrstvy byly vyrobeny pulsní laserovou depozicí na čtyřech různých substrátech, což zajistilo širokou škálu indukovaného epitaxního pnutí. Bylo zjištěno, že magnetické vlastnosti se zhoršují s rostoucí hodnotou epitaxního pnutí, což bylo očekáváno kvůli narůstající deformaci základní buňky a kvůli efektu magneticky inertní vrstvy. Kombinace spektroskopické elipsometrie a magnetooptické Kerrovy spektroskopie byla použita k získání spekter diagonálních a nediagonálních členů tenzoru permitivity. Spektra nediagonálních členů potvrdila u všech vzorků přítomnost dvou dříve pozorovaných elektronových přechodů. Navíc byl nalezen ještě další elektronový přechod kolem 4.3 eV, a to pouze ve spektrech vzorků s tlakovým pnutím. Byla navržena klasifikace tohoto přechodu jako paramagnetického přechodu krystalového pole Mn t2g → eg, což bylo dále podpořeno i výpočty z prvních principů. Byla tak demonstrována klíčová role pnutí v ovládání elektronové struktury tenkých vrstev perovskitů. Dynamickou aplikací pnutí pomocí piezoelektrické mezivrstvy nebylo dosaženo...
|
|
|
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.
|
|
|
Studium fyzikálních vlastností magnetických oxidů spektroskopickými metodami
Zahradník, Martin ; Veis, Martin (vedoucí práce)
V této práci byly studovány dvě skupiny magnetických oxidů. Tenké vrstvy La2/3Sr1/3MnO3 (LSMO) deponované pulsní laserovou depozicí (PLD) na substrátech SrTiO3 (STO) byly charakterizovány pomocí polární a longitudinální magnetooptické (MO) Kerrovy spektroskopie. Experimentální výsledky byly porovnány s teoretickými výpočty založenými na Yehově maticovém formalismu. Velmi dobrá shoda mezi experimentálními a teoretickými daty svědčí o vysokém magnetickém uspořádání až do tloušťky vrstev 5 nm a také o mechanismu potlačení interakce dvojité výměny poblíž rozhraní LSMO/STO. Magneticky dopované vrstvy Ce1-xCoxO2-δ deponované pomocí PLD na substrátech MgO (x = 0.05 a 0.10) a zoxidovaného Si (x = 0.20) byly studovány pomocí spektroskopické elipsometrie a MO Faradayovy a Kerrovy spektroskopie. Byla získána spektra diagonálních i nediagonálních prvků tenzoru permitivity, která byla ověřena teoretickými výpočty porovnanými s experimentálními daty. Diagonální spektra odhalila dva optické přechody z O 2p do Ce stavů. Nediagonální spektra odhalila dva paramagnetické přechody zahrnující kobaltové ionty. Byl pozorován zásadní vliv kobaltového dopování na výsledné feromagnetické vlastnosti CeO2.
|
host ::
RSS.