diplomová práce

Vektorová Kerrova magnetometrie

Text práce 4.38 MB Příloha 14.82 MB

Autor práce: Ing. Lukáš Flajšman, Ph.D.

Ak. rok: 2014/2015

Vedoucí: Ing. Michal Urbánek, Ph.D.

Oponent: RNDr. Martin Veis, Ph.D.

Abstrakt:

Moderní magnetické materiály a na nich postavená zařízení se v poslední době stávají značně komplexními s vysokými nároky jak na výrobu, tak na charakterizaci jejich vlastností. Z malého výčtu jevů, které sou schopny charakterizace takových struktur, v práci využíváme tu, jenž nese název magneto-optický Kerrův jev. V teoretické části řešíme odezvu elektromagnetické vlny při odrazu od rozhraní materiálu s nenulovou
magnetizací. Dále se zabýváme návrhem a konstrukcí zařízení, které je schopno tuto odezvu detekovat. V experimentální části je funkčnost zařízení prokázána na různých magnetických systémech: metastabilních vrstvách železa, pro případ Stonerovy–Wohlfarthovy částice a v neposlední řadě na magnetických vortexech. Navržený rastrovací vektorový Kerrův magnetometer nám umožnil charakterizovat magnetické vzorky s
rozlišením 500 nm.

Klíčová slova:

vektorová magnetometrie, Kerrův jev, MOKE, elektromagnetické vlny, magnetické vortexy

Termín obhajoby

22.6.2015

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaAznamka

Klasifikace

A

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (M2A-P)

Studijní obor

Fyzikální inženýrství a nanotechnologie (M-FIN)

Posudek vedoucího
Ing. Michal Urbánek, Ph.D.

Diplomová práce pana Lukáše Flajšmana se zabývá teoretickým návrhem, praktickou konstrukcí a testováním unikátního rastrovacího vektorového Kerrova magnetometru. Vynikající práce postihuje předkládanou problematiku od teoretického konceptu odrazu elektromagnetické vlny na rozhraní magnetického materiálu přes konstrukci a praktickou realizaci magnetometru s rozlišením pod 500 nm až po důkladnou interpretaci magnetizačních struktur u vzorků změřených na tomto unikátním zařízení. Jak samotná práce, tak i její autor překračují všechna standardní měřítka pro hodnocení a proto ji s lítostí hodnotím “pouze” stupněm A.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry A
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

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
RNDr. Martin Veis, Ph.D.

Předložená diplomová práce studenta Lukáše Flajšmana je věnována magnetooptické vektorové magnetometrii ve skenovacím uspořádání a její aplikaci pro výzkum magnetických nanostruktur. Vzhledem k posunu současného výzkumu v oblasti magnetických materiálů do nanoskopické škály je toto téma velmi aktuální.
Práce je rozdělena do šesti kapitol a tří dodatků. Již z rozsahu práce (který je dle mého názoru na diplomovou práci nadstandartní) je zřejmé, že se student jejímu vypracování věnoval velmi pečlivě. Po stručném úvodu do problematiky práce následují dvě teoretické kapitoly. Ve druhé kapitole jsou detailně uvedeny magnetooptické jevy, Jonesův formalismus popisu polarizovaného světla a s jeho použitím i měřitelné magnetooptické veličiny. Jonesův formalismus byl posléze použit k návrhu vlastního měřícího systému. Třetí kapitola pojednává o teoretickém popisu optické interakce s látkou v magnetickém poli pomocí tenzoru permitivity. Nejprve je zaveden samotný tenzor permitivity látky a názorně ukázána jeho symetrie pro různé směry magnetického pole. Dále tato kapitola pojednává o popisu šíření světla opticky anizotropním multivrstevnatým systémem. To vede k možnosti teoretického výpočtu magnetooptické odezvy zkoumaných struktur a interpretaci experimentálních dat. Student navíc prakticky vysvětlil význam a důsledky odvozených vztahů na konkrétních příkladech a situacích. Tento přístup velmi oceňuji.
Vlastní experimentální část práce začíná čtvrtou kapitolou, kde je velmi detailně popsán studentem vyvinutý a realizovaný magnetooptický skenovací magnetometr. Kapitola je sepsaná přehledně a doprovodné obrázky si zaslouží velikou pochvalu. Ač to z textu přímo nevyplývá, musel student věnovat jistě mnoho času i vytvoření ovládacího programu takto složitého zařízení. Úspěšnou realizaci prezentovaného magnetometru osobně považuji za jeden z hlavních výsledku diplomové práce.
V páté kapitole jsou shrnuty experimentální výsledky na různých příkladech magnetických nanostruktur. Tím byla ověřena funkčnost experimentálního uspořádání. Zmíním zde pouze výsledky získané na magnetickém mikrodisku, které velmi krásně demonstrovaly různé fáze vytvoření magnetického vortexu ve zkoumané struktuře, a potvrdily existenci stavu „spinové nestability“. Tyto výsledky jsou velmi zajímavé pro mezinárodní vědeckou komunitu zabývající se výzkumem magnetických vortexů. Předpokládám proto jejich budoucí publikování v některém z vědeckých periodik.
Na závěr bych chtěl poznamenat, že práce se svou kvalitou přibližuje spíše práci dizertační, a pokud na VUT existuje cena rektora/děkana za nejlepší diplomovou práci, doporučil bych studenta Lukáše Flajšmana na tuto cenu nominovat.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry A
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

Známka navržená oponentem: A