Zatáčení spinových vln
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
V dnešním světě moderních technologií je vyvíjen značný tlak na vývoj stále výkonnějších elektronických zařízení. Tato zařízení operují na bázi integrovaných obvodů, jejichž nejmenší komponenty dosahují v současnosti velikosti v řádu jednotek nanometrů. Jejich další technologický vývoj spojený s trendem miniaturizace naráží na limity plynoucí z kvantového charakteru elektronů. Řešení této překážky nabízí magnonika, jakožto nový obor moderní fyziky. Na rozdíl od elektronických zařízení, magnonická zařízení zpracovávají data pomocí magnonů, což jsou kvazičástice spinových vln. Ačkoli některá magnonická zařízení již byla představena, jejich propojení na malém čipu je velmi komplikované. Efektivnímu přenosu magnonů skrze tzv. vlnovody brání vysoce anizotropní disperzní vztahy spinových vln. V této práci se zabýváme způsobem, jak překonat tuto anizotropii a umožnit tak šíření spinových vln v libovolném směru se stejnou efektivitou. Za tímto účelem používáme zvlněné vlnovody ve tvaru zatáček, které vyrábíme pomocí kombinace elektronové litografie a depozice indukované fokusovaným elektronovým svazkem. Zvlnění připravených vlnovodů charakterizujeme pomocí mikroskopu atomárních sil. Následně zkoumáme magnetický stav struktur pomocí Kerrovy mikroskopie. Na závěr se zaměřujeme na samotnou propagaci spinových vln skrze vyrobené zatáčky, kterou měříme pomocí spektroskopie Brillouinova rozptylu světla.
In today's world of modern technology, there is considerable pressure to develop increasingly powerful electronic devices. These devices operate on the basis of integrated circuits, where the smallest components currently reach a size in the order of nanometers. Their further technological development connected with the trend of miniaturization encounters the limits resulting from the quantum character of electrons. Magnonics, as a new field of modern physics, offers a solution to this obstacle. Unlike electronic devices, magnonic devices process data using magnons, quasi-particles of spin waves. Although some magnonic devices have already been introduced, connecting them on a small chip is very complicated. Highly anisotropic dispersion relationships of spin waves prevent the efficient transmission of magnons through so-called waveguides. In this work, we deal with a way to overcome this anisotropy and thus allow the propagation of spin waves in any direction with the same efficiency. For this purpose, we use corrugated waveguides in the shape of bends, which we produce using a combination of electron lithography and deposition induced by a focused electron beam. The ripple of the prepared waveguides is characterized using an atomic force microscope. Subsequently, we examine the magnetic state of the structures using Kerr microscopy. Finally, we focus on the propagation of spin waves through the curves produced, which we measure using Brillouin light scattering spectroscopy.
In today's world of modern technology, there is considerable pressure to develop increasingly powerful electronic devices. These devices operate on the basis of integrated circuits, where the smallest components currently reach a size in the order of nanometers. Their further technological development connected with the trend of miniaturization encounters the limits resulting from the quantum character of electrons. Magnonics, as a new field of modern physics, offers a solution to this obstacle. Unlike electronic devices, magnonic devices process data using magnons, quasi-particles of spin waves. Although some magnonic devices have already been introduced, connecting them on a small chip is very complicated. Highly anisotropic dispersion relationships of spin waves prevent the efficient transmission of magnons through so-called waveguides. In this work, we deal with a way to overcome this anisotropy and thus allow the propagation of spin waves in any direction with the same efficiency. For this purpose, we use corrugated waveguides in the shape of bends, which we produce using a combination of electron lithography and deposition induced by a focused electron beam. The ripple of the prepared waveguides is characterized using an atomic force microscope. Subsequently, we examine the magnetic state of the structures using Kerr microscopy. Finally, we focus on the propagation of spin waves through the curves produced, which we measure using Brillouin light scattering spectroscopy.
Description
Citation
DOČKALOVÁ, L. Zatáčení spinových vln [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
bez specializace
Comittee
prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (místopředseda)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
prof. Mgr. Dominik Munzar, Dr. (člen)
doc. Mgr. Adam Dubroka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Petráček, Dr. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Stanislav Průša, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2022-06-13
Defence
Po otázkách oponenta bylo dále diskutováno
Odraz spinových vln na rozhraních jednotlivých segmentů vlnovodu.
Studentka na otázku odpověděla.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení