Bachelor's Thesis

In-situ analysis of magnetic phase transition in FeRh using transmission electron microscopy

Final Thesis 783.58 kB

Author of thesis: Bc. Martin Tichý

Acad. year: 2023/2024

Supervisor: Ing. Jan Hajduček

Reviewer: Ing. Eva Kolíbalová, Ph.D.

Abstract:

Iron-rhodium (FeRh) undergoes a metamagnetic phase transition form the antiferromagnetic to the ferromagnetic phase at a temperature around 370 K. This makes FeRh potentially interesting to many magnetic-oriented branches of industry. One of the techniques, that allows for detailed analysis of both of these magnetic phases is transmission electron microscopy (TEM). This technique is well-known for reaching atomic resolution, but it has many more uses, such as structural, chemical, magnetic and many other types of analysis. However, crucial for any successful TEM measurement is the preparation of samples. Several TEM sample fabrication techniques use focused ion beam (FIB) providing different specimen structural damage and resulting sample geometry. This thesis focuses on imaging the phase transition in FeRh using TEM and assessing the influence of sample fabrication process via FIB on several TEM sample geometries. It was observed that ion irradiation can change or completely remove the phase transition even for doses lower than those used during sample fabrication.

Keywords:

iron-rhodium, metamagnetic phase transition, transimission electron microscopy, focused ion beam

Date of defence

14.06.2024

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Po otázkách oponenta bylo dále diskutováno: Způsob měření teploty přechodu. Difrakční obrazce vzorku, Millerovy indexy. Student na otázky odpověděl.

Language of thesis

English

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Physical Engineering

Study programme

Physical Engineering and Nanotechnology (B-FIN-P)

Composition of Committee

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (místopředseda)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Vlastimil Křápek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Stanislav Průša, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Miroslav Bartošík, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Jan Hajduček

Bakalářská práce adresuje problematiku analýzy magnetického fázového přechodu v materiálu FeRh pomocí transmisní elektronové mikroskopie. Autor v práci zároveň podrobně analyzuje vliv iontového svazku na vyrobené vzorky, čímž jde výrazně nad rámec splnění cílů práce. Student prokázal výbornou schopnost zejména v rámci laboratorní práce, kde bylo potřeba provést velké množství experimentů pro dosažení všech výsledků. I přes drobné formální nedostatky v samotném textu práce hodnotím bakalářskou práci jako solidně zpracovanou, a to zejména s ohledem na vysokou úroveň použité angličtiny. Bakalářskou práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu B

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Eva Kolíbalová, Ph.D.

Bakalářská práce Martina Tichého se zabývá náročným tématem in-situ analýzou magnetických fázových přechodů ve FeRh vrstvách pomocí transmisní elektronové mikroskopie. Práce je psaná anglicky a poměrně čtivá. Po formální stránce bych vytkla nevhodný způsob citace, kdy je až na jeden případ použito číslování, ale první citace je uvedena číslem 9. Chybí číslování poslední kapitoly “Supplementary materials” a jejích odstavců, přestože se na ně autor tak odkazuje v textu. Slibovaný odstavec o přípravě vrstev pomocí magnetronového naprašování chybí úplně, nicméně je alespoň stručně popsáno v experimentální části práce. Rešeršní část je velmi dobře zpracovaná, bohužel se autor dopustil několika nepřesností (neoznačení vektoru, chybně uvedená jednotka pro magnetický moment, …). Z praktické části je vidět, že bylo systematicky provedeno velké množství experimentů k naplnění cílů práce a že autor porozuměl používaným technikám na dostatečné úrovni.

Přes uvedené výtky práci hodnotím jako pěknou a doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. Jak autor odlišil v TEM snímcích magnetický kontrast od difrakčního?
  2. Jak došel na vztah pro iontovou dávku. Jaké hodnoty byly nastaveny pro parametry “dwell time” a “blur”?
  3. Jak tlusté vrstvy FeRh byly připraveny?
  4. Jakým způsobem byly identifikovány reflexní body v difrakčních obrazcích?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová