Dynamic control of magnetization for spintronic applications studied by magneto-optical methods

• Název práce v češtině: Dynamické ovládání magnetizace pro spintronické aplikace studované magnetooptickými metodami
• Název v anglickém jazyce: Dynamic control of magnetization for spintronic applications studied by magneto-optical methods
• Klíčová slova: magnetooptický Kerrův jev, pulsní laserová depozice, epitaxní pnutí, tenzor permitivity, perovskitové oxidy
• Klíčová slova anglicky: magneto-optical Kerr effect, pulsed laser deposition, epitaxial strain, permittivity tensor, perovskite oxides
• Akademický rok vypsání: 2014/2015
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Fyzikální ústav UK (32-FUUK)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Martin Veis, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 26.09.2014
• Datum zadání: 26.09.2014
• Datum potvrzení stud. oddělením: 26.01.2015
• Datum a čas obhajoby: 28.06.2019 09:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 14.06.2019
• Datum odevzdání tištěné podoby: 14.06.2019
• Datum proběhlé obhajoby: 28.06.2019
• Oponenti: Gervasi Herranz
• Konzultanti: RNDr. Roman Antoš, Ph.D.

Zásady pro vypracování

1) Zpracovat podrobnou rešerši literatury o dynamickém přepínání magnetizace v magnetických nanostrukturách a fyzikálních mechanismech za ním stojících.
2) Detailně se seznámit s teoretickým popisem šíření elektromagnetických vln v izotropních a anizotropních prostředích.
3) Osvojit si metody teoretického popisu optické odezvy pevných látek.
4) Seznámit se s experimentálními metodami spektroskopické elipsometrie, magnetooptické spektroskopie, magnetooptické mikroskopie, a fourierovy infračervené spektroskopie.
5) Provést systematická experimentální měření dynamického přepínání magnetizace na vybraných vzorcích feromagnetických vrstvev s piezoelektrickým podkladem (La2/3Mn1/3O3, metalické vrstvy,) v závislosti na přiloženém napětí.
6) Na základě konfrontace experimentálních dat a teoretických výpočtů popsat proces dynamické změny magnetických vlastností ve zkoumaných vzorcích. Popřípadě navrhnout vylepšení struktury vzorku pro efektivnější změnu magnetizace.
7) Výsledky publikovat v recenzovaných časopisech.

Seznam odborné literatury

[1] R. M. A. Azzam, N. M. Bashara, Ellipsometry and Polarized Light, North-Holland, Amsterdam / New York / Oxford 1977.
[2] Š. Višňovský, Optics in Magnetic Multilayers and Nanostructures, CRC Taylor & Francis, Boca Raton 2006.
[3] D. Craik, Magnetism, Wiley 1998
[4] A. Hubert, R. Schafer, Magnetic Domains, Springer 2000
Vybraný soubor původních prací týkajících se tématu. K dispozici u vedoucího práce.

Předběžná náplň práce

Dynamické ovládání magnetických vlastností speciálně navržených magnetických nanostruktur je jedním ze stěžejních bodů pro úspěné začlenění spintronických zařízení do běžné elektroniky. Ve spintronice je informace nesena spiny namísto elektronů, což umožňuje výrobu nových typů zařízení, jako je nová generace záznamových zařízení s vyšší hustotou záznamu, vyšší rychlostí čtení a zápisu a menší energetickou náročností. Dále se jedná o spinově polarizované LED, spinové transistory, magnetické logické prvky, atd.
V současné době se provádí řada experimentů vedoucích k dynamické změně magnetických vlastností speciálně upravených nanostruktur. Každý z konceptů má však jistá omezení, která značně limitují jeho použití v běžném životě (energetická náročnost, nízká Curieova teplota, atd.). Velmi nedávno byl však uveden koncept dynamického přepínání magnetizace pomocí pnutím ovládané magnetoelektrické výměny v piezoelektrických/feromagnetických vrstvách. Tento koncept se zdá velmi slibný z hlediska budoucích aplikacích, avšak stále vyžaduje velmi intenzivní vědecké bádání.