Browsing by Subject "ferromagnetyki"

Now showing 1 - 1 of 1

Access status: Open Access ,
Tailoring the magnetic anisotropy of antiferromagnetic thin films in epitaxial multilayer systems and ferromagnetic / antiferromagnetic nanostructures
(Data obrony: 2024-05-15) Nayyef, Hashim
Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej
Tematem badań w niniejszej pracy doktorskiej było oddziaływanie między cienkimi, epitaksjalnymi warstwami antyferromagnetycznymi (AFM) i ferromagnetycznymi (FM), w różnych układach wielowarstwowych. Pierwszym z badanych układów była dwuwarstwowa struktura Ni0(111)/Fe(110), dla której udokumentowano możliwość stabilizacji jednego (wybranego) z dwóch dostępnych stanów magnetycznych o ortogonalnych orientacjach spinów w warstwie AFM NiO. Zaprezentowano odwracalne (i bez użycia zewnętrznego pola magnetycznego) przełączanie między tymi stanami, co osiągnięto poprzez precyzyjne dostrojenie anizotropii magnetycznej (MA) na powierzchni granicznej FM/AFM oraz dzięki wykorzystaniu zjawiska histerezy temperaturowej reorientacji spinowej w połączeniu ze sprzężeniem wymiennym między warstwami FM i AFM. Bezpolowy charakter przełączania magnetycznego w warstwie AFM potencjalnie stwarza nowe możliwości w technologii magnetycznego zapisu typu HAMR (ang. Heat Assisted Magnetic Recording). Poprzez zmianę grubości warstwy Fe, temperatury lub zastosowanie niewielkiego zewnętrznego pola magnetycznego możliwa jest zmiana stanu magnetycznego warstwy AFM NiO. W kolejnym kroku badania skupiły się na możliwości kontroli orientacji momentów magnetycznych w układach dwuwarstwowych Co0(111)/Fe(110). Wyniki pokazują, że efekt polaryzacji wymiennej (ang. exchange bias, EB) obserwuje się również po chłodzeniu próbki bez zewnętrznego pola magnetycznego a charakter EB jest determinowany przez stan magnetyczny warstwy Fe powyżej temperatury Neela CoO. Kierunek zamrożonych spinów AFM CoO na granicy warstw FM i AFM jest określony przez jednoosiową MA warstwy Fe. Wybór konkretnego stanu magnetycznego warstwy Fe przy przekraczaniu temperatury Neela CoO pozwala na kontrolę zarówno osi, jak i kierunku „interfejsowych’ spinów AFM. W ostatnim z badanych układów, studiowano wpływ niemagnetycznej przekładki Au na oddziaływanie między warstwami FM Fe(110) i AFM CoO(111). Wyniki pokazują, że grubość warstw Fe i Au może być dostosowana w celu modyfikacji efektywnej anizotropii warstwy Fe oraz siły międzywarstwowego oddziaływania wymiennego między warstwami Fe i CoO. Anizotropia magnetyczna warstwy FM powyżej temperatury Neela AFM odgrywa kluczową rolę w sterowaniu efektem polaryzacji wymiennej EB i orientacją „interfejsowych "spinów CoO w niskich temperaturach. Ponadto pokazano, że efekt EB może działać jako dodatkowe a nawet dominujące źródło anizotropii magnetycznej warstwy FM, umożliwiając 90-stopniową reorientację jej osi łatwej w porównaniu ze stanem gdy efekt EB nie jest obserwowany. Podsumowując, prezentowane badania dostarczają informacji o złożonych oddziaływaniach pomiędzy warstwami AFM i FM w epitaksjalnych układach wielowarstwowych. Zrozumienie i kontrola tych oddziaływań mogą potencjalnie znaleźć zastosowanie w nowych urządzeniach i technologiach magnetycznych.