Stavba laserového skenovacieho magneto-optického mikroskopu

• Název práce v jazyce práce (slovenština): Stavba laserového skenovacieho magneto-optického mikroskopu
• Název práce v češtině: Stavba laserového skenovacího magneto-optického mikroskopu
• Název v anglickém jazyce: Construction of laser scanning magneto-optical microscope
• Klíčová slova: skenovací magneto-optický mikroskop, Kerrov jav, magnetické domény
• Klíčová slova anglicky: scanning magneto-optical microscope, Kerr effect, magnetic domains
• Akademický rok vypsání: 2017/2018
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: slovenština
• Ústav: Katedra chemické fyziky a optiky (32-KCHFO)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Petr Němec, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 20.09.2017
• Datum zadání: 06.11.2017
• Datum potvrzení stud. oddělením: 30.11.2017
• Datum a čas obhajoby: 13.09.2018 09:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 19.07.2018
• Datum odevzdání tištěné podoby: 19.07.2018
• Datum proběhlé obhajoby: 13.09.2018
• Oponenti: RNDr. Lukáš Beran, Ph.D.
• Konzultanti: RNDr. Tomáš Janda

Zásady pro vypracování

Výzkum magneticky uspořádaných materiálů se v současnosti intenzivně rozvíjí mimo jiné díky jejich využitelnosti pro konstrukci nové generace spintronických součástek. Tyto součástky využívají k uložení či zpracování informace kromě náboje elektronu také jeho spin. Jednou z experimentálních možností, jak zkoumat magnetické vlastnosti látek, je využití magneto-optických (MO) jevů. Analýza polarizačního stavu světla odraženého od magneticky uspořádaného materiálu totiž umožňuje zjistit orientaci magnetických momentů v látce. Ta může být v různých oblastech zkoumaného vzorku (tzv. doménách) různá. Magnetické domény dvojí orientace (odpovídající logické nule a jedničce) se používají například k ukládání informace na pevných discích počítačů a tvoří také základ nových konceptů počítačových pamětí. Pochopení odezvy magnetických domén na vnější vlivy, jako je magnetické pole či mechanické namáhání, je jedním z klíčových úkolů výzkumu nových magnetických materiálů. K mapování rozložení domén ve zkoumaném vzorku se standardně používají MO mikroskopy, přičemž největšího prostorového rozlišení je dosahováno pomocí laserového skenovacího mikroskop. V tomto mikroskopu se postupně skenuje povrch vzorku pomocí soustředěného laserového svazku a v každém místě se změří jeho MO odezva. Po složení výsledku všech jednotlivých měření je pak následně sestavena mapa rozložení magnetických domén v příslušném vzorku.
V rámci této bakalářské práce bude v Laboratoři OptoSpintroniky, což je společné pracoviště MFF UK a FZU AV ČR, realizována stavba skenovacího MO mikroskopu a jeho uvedení do praktického provozu. Tento mikroskop bude navíc od začátku koncipován tak, že ho bude možné kombinovat i s transportním měřením ve vyvíjených elektronických součástkách, čímž výrazně rozšíří experimentální možnosti naší laboratoře. V první fázi se řešitel zaměří na optimalizaci geometrie mikroskopu pro využití polárního Kerrova MO jevu, který umožňuje detekci domén s orientací magnetických momentů kolmo na povrch vzorku. Dále se pokusí také o dosažení citlivosti mikroskopu na magnetické domény polarizované rovnoběžně s rovinou vzorku na základě využití longitudinálního Kerrova MO jevu při nekolmém dopadu světla na vzorek. Funkčnost postaveného MO mikroskopu bude následně ověřena na různých feromagnetických materiálech – v k dispozici jsou například vzorky Co/Pt, Fe, CoFeB, NiMnSb, GaMnAs. V případě dostatečné citlivosti měření bude tento mikroskop možné využít i ke studiu zcela nových antiferomagnetických materiálů, jejichž využití tvoří základ tzv. antiferomagnetické spintroniky.

Seznam odborné literatury

1. A. Hubert and R. Schäfer, Magnetic Domains: The Analysis of Magnetic Microstructures, Springer, Berlin, 1998.
2. R. Schäfer, Investigation of Domains and Dynamics of Domain Walls by the Magneto-optical Kerr-effect, in Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials, edited by H. Kronmüller and S. Parkin, John Wiley & Sons, 2007, vol. 3.
3. časopisecká literatura