diplomová práce

Studium vortexových stavů v magnetostaticky svázaných magnetických nanodiscích

Text práce 8.24 MB

Autor práce: Ing. Marek Vaňatka

Ak. rok: 2014/2015

Vedoucí: Ing. Michal Urbánek, Ph.D.

Oponent: Ing. Aleš Hrabec, Ph.D.

Abstrakt:

Magnetické vortexy ve feromagnetických discích jsou charakterizovány pomocí smyslu stáčení magnetizace v rovině disku a pomocí směru vortexového jádra kolmého k rovině disku. Bylo představeno několik konceptů paměťových médií využívajících magnetické vortexy, a ty jsou proto v současné době intenzivně studovány. Tato práce se zabývá magnetostatickým propojením dvojic magnetických disků, konkrétně objasněním jejich vzájemného ovlivňování v průběhu nukleačního procesu. Nejprve bylo třeba studovat náhodnost jednotlivých disků, abychom zajistili, že nově znukleovaný stav je ovlivněn pouze blízkými magnetickými strukturami. Prověřili jsme naše litografické možnosti za účelem dosažení nejlepší možné geometrie. Dále představujeme koncept elektrického čtení směru spinové cirkulace s využitím jevu anizotropní magnetorezistence. Tato metoda umožňuje automatické měření, čímž bylo umožněno získání dostatečně velkého statistického souboru. Byly také provedeny výpočty křivek magnetorezistence, abychom byli předem schopni analyzovat chování naměřených dat. Nakonec jsme provedli komplementární měření pomocí mikroskopie magnetických sil.

Klíčová slova:

magneticky vortex, prepnan cirkulace, magnetorezistence, mikroskopie magnetickych sil

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)

Složení komise

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)

Posudek vedoucího
Ing. Michal Urbánek, Ph.D.

Diplomová práce pana Marka Vaňatky se zabývá aktuálním tématem kontroly  vortexových stavů v magnetických mikro- a nanodiscích. Experimentální práce je založena na elektrické detekci vortexových stavů za využití jevu anizotropní magnetorezistence. Změřené závislosti jsou srovnány s mikromagnetickými simulacemi a doplněny o komplementární měření pomocí mikroskopie magnetických sil a Kerrovy mikroskopie. Pan Marek Vaňatka v průběhu celého studia pracoval neúnavně, s nadšením a aktivním přístupem. S potěšením konstatuji, že splnil všechny cíle zadání, diplomovou práci doporučuji k obhajobě a hodnotím ji 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
Ing. Aleš Hrabec, Ph.D.

Magisterská práce Bc. Marka Vaňatky s titulem “Studium vortexových stavů v magnetostaticky svázaných magnetických nanodsicích”, vypracována na Ústavu fyzikálního inženýrství (Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství) pod vedením Ing. Michala Urbánka, PhD. se zabývá studiem kontrolované generace vortexových stavů.

Samotná práce je rozdělena vpodstatě do čtyř základních částí:
(i)           Úvod k prvníčásti dává čtenáři svižný přehled základní fyziky k porozumění a uvedení do problematiky magnetických vortexů. Autor elegantně vkládá problematiku vortexů do kontextu trendů v současném vývoji, což je proloženo celou řadou citací, jež ve čtenáři zanechávají pocit, že autor je s danou problematikou dobře seznámen. Je zřejmé, že jedním z hlavních problémů úvedené tématiky je náhodná generace vortexových stavů. Toto je poměrně snadno narušeno systematickými defekty při litografické výrobě disků. Hlavním cílem této práce je kontrola cirkulace magnetizace pomocí magnetostatických sil mezi dvěma sousedícími disky. K úspěšné demonstraci tohoto konceptu je však zapotřebí perfektně zvládnout samotnou výrobu z výše uvdených důvodů.
(ii)           Ve druhé části jsou uvedeny metody k výrobě disků na Ústavu fyzikálního inženýrství. Každá metoda je velmi pěkně ilustrována a zdokumentována nejlepšími dosaženými výsledky. Je zjevné, že za celou výrobou je obrovské množství práce a času, který by určitě nepokryly jen občasné odpolední návštěvy laboratoře.
(iii)          Třetí část se zabývá detekcí cirkulace magnetizace ve vortexech. Jako metdoy jsou uvedeny magnetická atomární silová mikroskopie (MFM) a transportní metoda využívající anisotropní magnetorezistence, která se zdá ke sběru masivní statistiky ideální. Tato metoda je inspirována prací publikované v roce 2014 skupinou z japonské Fukuoky.
(iv)          Závěrečná část nejprve uvádí výsledky mikromagnetických simulací a jejich interpretaci. Z popisu pod obrázkem 5.1 a ani z textu však není zřejmé, jak bylo výsledků Simulace 1 a Simulace 2 dosaženo. Z textu se pouze domnívám, že stochasticky ze dvou simulací se vortex nukleuje z S-stavu při dvou rozdílných polích. V návaznosti na vypočtené výsledky autor práce nachází nesrovnalosti při interpretaci dat ve zmiňovaném článku a nabízí své vlastní řešení. Představená metoda detekce cirkulace magnetizace je však zdůvodněna uspokojivými simulacemi a měřením několika experimentálnimi metodami.Obrovskou předností celé práce je to, že je napsána v anglickém jazyce a to na velmi solidní úrovni. Z celého textu jde vidět, že se autor v této práci neučil psát v technické angličtině, což by bylo pro obdobnou práci běžné, ale že již má s psaním delších textů psaných v anglickém jazyce zkušenost. Práce je systematická a po formální stránce je práce uspořádána přehledně. Je použito několik komplementárních experimentálních metod a celý experiment je navíc podložen mikromagnetickými simulacemi. Rozsah a záběr odvedené práce plně splňuje zadání, dokonce i přesahuje nároky na magisterskou diplomovou práci.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání B
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