Seminaria

Dnia 2023-12-05 o godzinie 13:15 w Sali 2011 Wydziału Fizyki UwB, dr Adam Bonda z Katedry Fizyki Magnetyków, Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Białymstoku wygłosi wykład pt:

Statyczne i dynamiczne procesy magnesowania w strukturach z międzywarstwowymi sprzężeniami wymiennymi

Serdecznie zapraszamy

Andrzej Maziewski

Jerzy Przeszowski

Statyczne i dynamiczne procesy magnesowania w strukturach z międzywarstwowymi sprzężeniami wymiennymi

Adam Bonda

Katedra Fizyki Magnetyków, Wydział Fizyki Uniwersytet w Białymstoku, Białystok

Streszczenie:

Badania magnetycznych układów warstwowych złożonych z cienkich warstw ferromagnetyka (FM) rozdzielonych metalem niemagnetycznym (NM) lub materiałem półprzewodnikowym (SC) o grubości pojedynczych nanometrów, doprowadziły do odkrycia antyferromagnetycznego sprzężenia wymiennego pomiędzy warstwami FM. Badania własności tych warstw są ważne ze względów poznawczych jak i różnych zastosowań w urządzeniach spintronicznych i pamięciowych [1]. Dynamika magnetyzacji w układach warstwowych wykazujących międzywarstwowe sprzężenie wymienne, badana była wieloma technikami, m.in. rezonansem ferromagnetycznych [2,3] jak i rozdzielczo-czasową metodą TRMOKE [4]. Większość z tych badań dotyczy struktur z przekładkami metalicznymi, w których dominuje sprzężenie antyferromagnetyczne pomiędzy warstwami FM. Niniejsze wystąpienie będzie dotyczyło struktur warstwowych FM/MN składających się z podwarstw Fe rozdzielonych warstwą półprzewodnika Si (Fe/Si(dSi)) o różnej grubości przekładki dSi. W strukturach tych oprócz sprzężenia biliniowego występuje jednocześnie sprzężenie bikwadratowe, co prowadzi do niekolinearnego ustawienia magnetyzacji podwarstw FM. W wystąpieniu zostaną przedstawione wyniki eksperymentalne i teoretyczne badań statycznych i dynamicznych procesów magnesowania w strukturach Fe/Si w funkcji grubości przekładki Si. Przeprowadzono statyczne pomiary magnetometryczne MOKE oraz badania precesji magnetyzacji przy użyciu czasowo-rozdzielczej techniki TRMOKE. Badania wykonano w szerokim zakresie wartości i orientacji zewnętrznego pola magnetycznego. Opracowano modele teoretyczne statycznych i dynamicznych procesów magnesowania badanych układów, pozwalające na określenie parametrów sprzężeń, efektywnego pola anizotropii magnetycznej oraz kluczowych parametrów opisujących dynamikę magnetyzacji [5]. Wykazano istotny wpływ bikwadratowego sprzężenia wymiennego, współistniejącego ze sprzężeniem biliniowym na badane procesy. Wykład zostanie zilustrowany symulacjami numerycznymi statycznych i dynamicznych procesów magnesowania dla wybranych parametrów eksperymentalnych i teoretycznych.

Odnośniki:

[1] Z. R. Nunn, C. Abert, D. Suess, and E. Girt, Control of the non-collinear interlayer exchange coupling, Sci. Adv. 6, eabd8861 (2020).
[2] A. Sud, C. W. Zollitsch, A. Kamimaki, T. Dion, S. Khan, S. Iihama, S. Mizukami, and H. Kurebayashi, Tunable magnon-magnon coupling in synthetic antiferromagnets, Phys. Rev. B 102, 100403(R) (2020).
[3] T. Chiba, G. E. W. Bauer, and S. Takahashi, Magnetization damping in noncollinear spin valves with antiferromagnetic interlayer couplings, Phys. Rev. B 92, 054407 (2015).
[4] A. Kamimaki, S. Iihama, T. Taniguchi, and S. Mizukami, All-optical detection and evaluation of magnetic damping in synthetic antiferromagnet, Appl. Phys. Lett. 115, 132402 (2019).
[5] A. Bonda, L. Uba, S. Uba, Magnetization dynamics in layered systems with coexisting bilinear and biquadratic interlayer exchange coupling, Phys. Rev. B 107, 144408 (2023)