Master's Thesis

Switching of spin vortices in magnetic nanodiscs

Final Thesis 5.95 MB Final Thesis 8.14 MB

Author of thesis: Ing. Lukáš Hladík

Acad. year: 2011/2012

Supervisor: Ing. Michal Urbánek, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jana Pekárková, Ph.D.

Abstract:

The diploma thesis deals with the switching of spin vortices in magnetic nanodisks. First, the basic concepts of (micro)magnetism are defined and existing theoretical and experimental achievements in the field of switching of the two basic characteristics (chirality and polarity) of magnetic vortex are summarized. Then the principle of dynamic switching of magnetic vortex chirality using in-plane magnetic field pulse with a well defined amplitude and duration is presented. There is no need to use a certain shape of nanodisks or asymmetry in magnetic field distribution. Nanostructures were prepared by the multi-step electron beam lithography and ion beam sputtering. Individual steps of sample preparation and optimization for the magnetization dynamics measurements are described. Finally, the experimental measurements of the dynamic switching of chirality on prepared samples obtained by transmission x-ray microscopy at the synchrotron Advanced Light Source at Berkeley, USA are presented and discussed.

Keywords:

Magnetic vortex, chirality, electron beam lithography, x-ray microscopy

Date of defence

18.06.2012

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Physical Engineering

Study programme

Applied Sciences in Engineering (N3901-2)

Field of study

Physical Engineering and Nanotechnology (M-FIN)

Composition of Committee

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Michal Urbánek, Ph.D.

Diplomovou práci Lukáše Hladíka hodnotím známkou výborně. Cíle diplomové práce byly splněny a při jejich plnění student postupoval do značné míry pilně a samostatně. Škoda jen, že student nedokázal udržet z počátku nasazené vysoké pracovní tempo i v posledním semestru, kdy jeho zájem o projekt související s diplomovou prací poněkud poklesl.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Jana Pekárková, Ph.D.

Předložená diplomové práce se zabývá přepínáním spinových vortexů v magnetických nanodiscích. Student se ve své práci věnoval mikromagnetické simulaci přepínání chirality magnetického vortexu pro navržené geometrie nanostruktur. V další části student popisuje a diskutuje přípravu nanostruktur pomocí elektronové litografie spojené s naprašováním pomocí iontových svazků a nakonec popisuje měření dynamického přepínání chirality. Výsledky jsou velice pěkně komentovány a diskutovány. Práce je napsána pečlivě a čtivě, po formální stránce k ní nemám žádné velké výhrady, vyskytuje se v ní jen malé množství překlepů, pouze bych sjednotila formát citací literatury. U některých vyobrazených struktur mi chybí detail, z obrázků nejsou patrné viditelné rozdíly. Zvolené téma je velice aktuální.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. Bylo by možné některými postupy při litografii zmenšit šířku mezery mezi dvěma vodiči pod 1,6 mikrometru?
  2. Jakou jste měl reprodukovatelnost při přípravě nanostruktur, přece jen je manipulace s 200 nm tlustými membránkami složitá.
  3. Čím si vysvětlujete navýšení potřebné délky pulzu chirality magnetického vortexu nad 1 ns oproti simulaci?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová