Magnetická anizotropie v antiferomagnetických polovodičích

• Thesis title in Czech: Magnetická anizotropie v antiferomagnetických polovodičích
• Thesis title in English: The magnetic anisotropy in antiferromagnetic semiconductors
• Key words: Spintronika, magnetická anizotropie, polovodiče
• English key words: Spintronics, magnetic anisotropy, Semiconductors
• Academic year of topic announcement: 2020/2021
• Thesis type: dissertation
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Condensed Matter Physics (32-KFKL)
• Supervisor: RNDr. Klára Uhlířová, Ph.D.
• Author: RNDr. Jiří Volný - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 18.02.2021
• Date of assignment: 18.02.2021
• Confirmed by Study dept. on: 01.03.2021
• Advisors: Dr. Karel Výborný

Guidelines

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

References

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

Preliminary scope of work

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.