Přístupnostní navigace
E-application
Search Search Close
Doctoral Thesis
Author of thesis: Ing. Jan Hajduček
Acad. year: 2025/2026
Supervisor: Ing. Vojtěch Uhlíř, Ph.D.
Reviewers: Jan Kuneš, Ph.D., Priv.-Doz.Dipl.-Ing.Dr.techn. Michael Stöger-Pollach
Understanding magnetic order at the nanoscale, both in its static configuration and dynamic evolution, remains a central challenge in condensed matter physics, particularly for compensated magnetic systems such as antiferromagnets and altermagnets, for which conventional magnetometry and magnetic imaging techniques provide limited sensitivity or spatial resolution. Among transmission electron microscopy (TEM) techniques, magnetic dichroism in electron energy-loss spectroscopy (EELS) provides access to magnetic order through symmetry-dependent inelastic scattering processes. In this thesis, a unified theoretical and simulation framework for Electron Magnetic Circular and Linear Dichroism (EMCD and EMLD) is developed, enabling vectorial determination of magnetic ordering from EELS spectra. Particular emphasis is placed on the detailed formulation and investigation of the vectorial EMCD/EMLD response, including the influence of experimental geometry, beam conditions, and detector configurations on quantitative magnetic reconstruction. The approach is demonstrated on metamagnetic FeRh, providing access to both antiferromagnetic and ferromagnetic phases within the same crystallographic structure. Experimentally, preparation procedures for freestanding micrometer-scale ferromagnetic and antiferromagnetic thin films are established and optimized for dichroic TEM investigations. Quantitative EMCD imaging of FeRh with sub-10-nm spatial resolution is achieved across the phase transition, while experimentally viable EMLD configurations are identified and validated across multiple material systems. These results define realistic operational limits for EMLD experiments in TEM. In addition to static magnetic characterization, laser-driven phase transition in FeRh is directly investigated in TEM, revealing the interplay between structural and magnetic order down to the nanometer scale, including defect-mediated phase nucleation pathways. Overall, this work establishes a unified vectorial electron magnetic dichroism framework combining EMCD and EMLD as a predictive and extensible platform for nanoscale studies of complex magnetic materials in TEM.
Transmission Electron Microscope (TEM), Electron Magnetic Linear Dichroism (EMLD), Electron Magnetic Circular Dichroism (EMCD), Antiferromagnetism, Magnetic imaging, Laser-assisted in situ TEM.
Date of defence
02.07.2026
Result of the defence
Defended (thesis was successfully defended)
Process of defence
Disertační práce pana Ing. Jana Hajdučka se zaměřuje na vývoj technik transmisní elektronové mikroskopie pro detekci a zobrazování magnetického uspořádání se zvláštním zaměřením na kompenzované magnety. Zvláštní pozornost je věnována kompenzovaným magnetickým systémům, včetně antiferomagnetů, a zobrazovacím metodám založeným na elektronovém magnetickém dichroismu. Práce shrnuje výsledky publikované v renomovaných mezinárodních časopisech, konkrétně osm článků a jeden preprint, a představuje působivý soubor výsledků, o to více, že Jan Hajduček je prvním autorem pěti z těchto publikací. Disertační práce představuje významný příspěvek k rozvoji pokročilé magnetické charakterizace založené na transmisní elektronové mikroskopii. Ing. Hajduček vytváří jednotný teoretický a simulační rámec pro elektronový magnetický cirkulární dichroismus (EMCD) a elektronový magnetický lineární dichroismus (EMLD), který umožňuje vektorové určení magnetického uspořádání na základě spekter elektronové energetické ztrátové spektroskopie. Práce je vysoce relevantní a stanovené cíle byly splněny. V průběhu obhajoby disertační práce Ing. Hajduček prokázal vysokou odbornou úroveň, hluboké teoretické i praktické znalosti a rovněž schopnost samostatné vědecké práce a kritického odborného uvažování.
Language of thesis
English
Faculty
Středoevropský technologický institut VUT
Department
Central European Institute of Technology BUT
Study programme
Advanced Materials and Nanosciences (CEITEC-AMN-CZ-P)
Composition of Committee
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (předseda) doc. Ing. Andrea Konečná, Ph.D. (místopředseda) doc. Ing. Stanislava Fintová, Ph.D. (člen) Jan Kuneš, Ph.D. (člen) Priv.-Doz.Dipl.-Ing.Dr.techn. Michael Stöger-Pollach (člen)
Supervisor’s reportIng. Vojtěch Uhlíř, Ph.D.
Reviewer’s reportJan Kuneš, Ph.D.
Reviewer’s reportPriv.-Doz.Dipl.-Ing.Dr.techn. Michael Stöger-Pollach
Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová