Ultrarychlá laserová spektroskopie nekolineárních antiferomagnetů

• Název práce v češtině: Ultrarychlá laserová spektroskopie nekolineárních antiferomagnetů
• Název v anglickém jazyce: Ultrafast laser spectroscopy of noncollinear antiferomagnets
• Klíčová slova: antiferomagnetická spintronika|nekolineární antiferomagnety|ultrarychlá laserová spektroskopie|magneto-optika|Voigtův jev
• Klíčová slova anglicky: antiferromagnetic spintronics|noncollinear antiferromagnets|ultrafast laser spectroscopy|magneto-optics|Voigt effect
• Akademický rok vypsání: 2023/2024
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra chemické fyziky a optiky (32-KCHFO)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Petr Němec, Ph.D.
• Řešitel: Markéta Nerodilová - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 16.11.2023
• Datum zadání: 16.11.2023
• Datum potvrzení stud. oddělením: 20.11.2023
• Datum odevzdání elektronické podoby: 09.05.2024
• Oponenti: RNDr. Petra Veselá, Ph.D.

Zásady pro vypracování

Spintronika je odvětví elektroniky, v němž je k uchování a zpracování informace využit kromě náboje nosičů také jejich magnetický moment - spin. Veškeré komerčně dostupné spintronické součástky, jako jsou čtecí hlavy v pevných discích počítačů a nezapomínající paměti typu MRAM, jsou založeny na využití feromagneticky uspořádaných materiálů. V nedávné době byl ale navržený koncept antiferomagnetické spintroniky, kde je aktivní část zařízení tvořena antiferomagnety [1]. Velkou výhodou antiferomagnetů je jejich necitlivost na vnější magnetická pole, která je výhodná z hlediska mnoha potencionálních aplikací. Současně ale vede k tomu, že tyto materiály se dají velice obtížně studovat pomocí běžných magnetických charakterizačních metod, které jsou založené na manipulaci s magnetickým uspořádáním pomocí magnetického pole. Jednou z nemnoha dostupných metod pro studium antiferomagnetů je tedy optická spektroskopie [2]. Zajímavou třídou antiferomagneticky uspořádaných materiálů jsou nekolineární antiferomagnety, které mají jen velice malý magnetický moment, ale navzdory tomu vykazují jevy dříve přisuzované jen feromagnetům, jako je například magneto-optický Kerrův jev [3].
Náplní této bakalářské práce je studium nekolineárních antiferomagnetů pomocí metody excitace a sondování, což je jedna z technik ultrarychlé laserové spektroskopie, která umožňuje provádět časově-rozlišené experimenty až s femtosekundovým rozlišením [4]. V rámci bakalářské práce budou studovány vzorky obsahující tenké vrstvy nekolineárního kovového antiferomagnetu Mn3GaN (případně Mn3NiN). Cílem práce bude zjistit, jestli je možné v tomto typu materiálu vybudit dopadem excitačního femtosekundového laserového pulsu nějaké dynamické změny magnetického uspořádání. A pokud ano, tak nalézt optimální experimentální podmínky (jako je teplota vzorku, intenzita excitačního pulzu a vlnová délka sondovacího pulzu), kdy je tato dynamika dobře experimentálně měřitelná.

Seznam odborné literatury

[1] T. Jungwirth a kol., Antiferromagnetic spintronics, Nature Nanotechnology 11, 231 (2016).
[2] P. Němec a kol., Antiferromagnetic opto-spintronics, Nature Physics 14, 229 (2018).
[3] T. Higo a kol., Large magneto-optical Kerr effect and imaging of magnetic octupole domains in an antiferromagnetic metal. Nature Photonics 12, 73-78 (2018).
[4] M. Surýnek a kol., Investigation of magnetic anisotropy and heat dissipation in thin films of compensated antiferromagnet CuMnAs by pump–probe experiment. J. Appl. Phys. 127, 233904 (2020).