Magnetická anizotropie v antiferomagnetických polovodičích

• Název práce v češtině: Magnetická anizotropie v antiferomagnetických polovodičích
• Název v anglickém jazyce: The magnetic anisotropy in antiferromagnetic semiconductors
• Klíčová slova: Spintronika, magnetická anizotropie, polovodiče
• Klíčová slova anglicky: Spintronics, magnetic anisotropy, Semiconductors
• Akademický rok vypsání: 2020/2021
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra fyziky kondenzovaných látek (32-KFKL)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Klára Uhlířová, Ph.D.
• Řešitel: RNDr. Jiří Volný - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 18.02.2021
• Datum zadání: 18.02.2021
• Datum potvrzení stud. oddělením: 01.03.2021
• Konzultanti: Dr. Karel Výborný

Zásady pro vypracování

1. Studium problematiky - sledování aktuální odborné literatury, vlastní reserše
2. Příprava a charakterizace nových objemových materiálů.
3. Příprava vzorků pro jednotlivá měření (magnetizace, elektro-transport, elipsometrie,aj.), měření. Příprava složitějších struktur za použití elektronové litografie.
4. Vyhodnocení a prezentace výsledků (semináře, konference, publikace)
5. Sepsání práce

Seznam odborné literatury

1. V. Baltz, A et al., Rev. Mod. Phys. 90, 15005 (2018).[1]
2. J. Železný, H. Gao, K. Výborný, J. Zemen, J. Mašek, A. Manchon, J. Wunderlich, J. Sinova, and T. Jungwirth, Phys. Rev. Lett. 113, 157201 (2014).
3. D. Chiba, M. Sawicki, Y. Nishitani, Y. Nakatani, F. Matsukura, and H. Ohno, Nature 455, 515 (2008).
Další aktualní odborná literatura dle vlastní práce a konzultací

Předběžná náplň práce

Antiferomagnetické materiály jsou v současné době intenzivně studovány ve spojitosti s využitím v antiferomagnetické spintronice. Bylo ukázáno, že antiferomagnety mají oproti klasickým feromagnetickým zápisům (magnetické pásky, diskety, pevné disky, atd.) nesporné výhody. Díky nulové vnější magnetizaci, je zapsaná informace mnohem stabilnější, lze využít mnohem vyšší hustoty zápisu a navíc je spinová dynamika v antiferomagnetech daleko rychlejší než ve feromagnetech. Zápis a čtení inforace byl demonstrovám pomocí tzv. Spin orbit torque [1] jevu v tenkých vrstvách CuMnAs [2] nebo Mn2Au (polokovy, kovy). Značnou nevýhodou testovaných součástek je však použití extrémních porudových hustot, jež má za následek jejich ohřívání. Jako výhodnější by se mohla jevit manipulace směru magnetizace pomocí elektrickéh pole (a to nejen v multiferoických materiálech).
Předmětem této práce bude stadium a ladění magnetické anizotropie v antiferromagnetických polovodičích. Zaměříme se zejména na stadium objemových materiálů s vysokou Néelovou teplotou, jež by mohly mít přímé uplatnění. Laditelností anizotropie máme na mysli změnu složení (substitucemi), či využití elektrostatického pole k ladění Fermiho energie. U ferromagnetickych polovodičů (Ga,Mn)As bylo ukázáno, že se takto dá ladit mangetická anizotropie [3]. Zatímco změnou složení lze ladit slibné materiály do optimálnějších výchozích pormínek, elektrostatickým „gatováním“ se přiblížíme k funkčním prvkům.