Properties of optical switching of antiferromagnet CuMnAs studied using THz spectroscopy

• Název práce v češtině: Vlastnosti optického přepínání antiferomagnetu CuMnAs studované pomocí THz spektroskopie
• Název v anglickém jazyce: Properties of optical switching of antiferromagnet CuMnAs studied using THz spectroscopy
• Klíčová slova: CuMnAs|antiferomagnet|magnetické přepínání|spintronika|THz spektroskopie
• Klíčová slova anglicky: CuMnAs|antiferromagnet|magnetic switching|spintronics|THz spectroscopy
• Akademický rok vypsání: 2024/2025
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra chemické fyziky a optiky (32-KCHFO)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Lukáš Nádvorník, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 21.05.2024
• Datum zadání: 06.06.2024
• Datum potvrzení stud. oddělením: 07.06.2024
• Datum a čas obhajoby: 10.06.2025 09:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 30.04.2025
• Datum odevzdání tištěné podoby: 30.04.2025
• Datum proběhlé obhajoby: 10.06.2025
• Oponenti: RNDr. Jakub Zázvorka, Ph.D.
• Konzultanti: RNDr. Peter Kubaščík

Zásady pro vypracování

Přepínání rezistence zamrzlého magnetického stavu antiferomagnetu CuMnAs pomocí krátkých elektrických a optických pulzů představuje významný posun k reálné využitelnosti antiferomagnetických systémů pro moderní spintronické aplikace. Nedávno realizovaná detekce tohoto typu přepínání pomocí pulzů terahertzového záření se ukázala jako velmi perspektivní, jelikož v sobě kombinuje jednoduchost bezdrátového čtení s vysokým časovým rozlišením pikosekundových pulzů.

Cílem této diplomové práce je využít výhody terahertzové detekční techniky ke studiu pokročilých charakteristik optického přepínání tenkých vrstev CuMnAs. Mezi studované jevy bude patřit ověření izotropie přepínání vzhledem k orientaci krystalu ve vzorcích s výraznou anizotropií elektrické vodivosti, periodické zapisování a mazání informace pomocí sekvence pulzů s různou intenzitou, případně frekvenční závislost diferenciální vodivosti s terahertzovou šířkou pásma. Experimenty budou realizovány na optimalizovaných vrstvách CuMnAs na vhodném substrátu a s ohledem na časování projektu může být provedena i srovnávací studie pro různé tloušťky vrstev či substráty.

Seznam odborné literatury

[1] L. S. Dexheimer, Terahertz Spectroscopy: Principles and Applications (CRC Press, Boca Raton, 2007).
[2] J. M. D. Coey, Magnetism and Magnetic Materials (Cambridge University Press, 2001).
[3] T. Jungwirth, X. Marti, P. Wadley, and J. Wunderlich, Antiferromagnetic Spintronics, Nature Nanotech 11, 231 (2016).
[4] K. Olejník et al., Terahertz Electrical Writing Speed in an Antiferromagnetic Memory, Sci. Adv. 4, eaar3566 (2018).
[5] Z. Kašpar et al., Quenching of an Antiferromagnet into High Resistivity States Using Electrical or Ultrashort Optical Pulses, Nature Electronics 4, 30 (2020).
[6] Další vybraná časopisecká literatura.