TURČAN, I. Studie magnonických krystalů ve frekvenční doméně [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2017.

Posudek vedoucího

Urbánek, Michal

Diplomová práce pana Igora Turčana se zabývá aktuálním tématem magnonických krystalů a studiem jejich magnetodynamické odezvy za pomoci měření tzv. Nernstova jevu. Při plnění zadaných úkolů pracoval student pilně a samostatně. Všechny cíle diplomové práce byly splněny, rád bych vyzvednul jak mimořádné nasazení pana Igora Turčana při práci v laboratoři, tak i jeho pečlivý přístup při psaní práce samotné. Výsledky této práce jsou velkým přínosem pro rozvoj magnetismu na VUT a byly dále publikovány na mezinárodní konferenci INTERMAG 2017, kde se setkaly s velmi pozitivním ohlasem. S potěšením doporučuji tuto diplomovou práci k obhajobě a hodnotím ji stupněm A.

Posudek oponenta

Hrabec, Aleš

Prace pana Bc. Igora Turcana pojednava o experimentalni studii magnonickych krystalu pomoci magneticke resonance. Jadro cele prace spociva v experimentalni demonstraci Kittelovy rovnice vyjadrujici resonancni frekvence za pritomnosti povrchovych magnonickych, tzv. Damonovych- Eshbachovych vln (rovnice 2.47). Ta se tedy sklada z klasicke feromagneticke resonance rozsirene o clen vyjadrujici vyse zminene povrchove vlny. Zacatek prace predstavuje strucny a svizny prehled zakladu feromagnetismu, jenz postupne zasveti ctenare do problemu magneticke resonance a magnonickych vln. Text je srozumitelny a jde poznat, ze student stravil jisty cas studiem literatury. Osobne jsem presvedcen, ze dany uvod bude slouzit budoucim studentum jako uzitecny uvod do dane problematiky a pokud nekdo zatouzi proniknout hloubjeji, snadno muze nalezt spravne citovanou literaturu. Dynamiku magnetizace je mozne detekovat nekolika zpusoby a zde je zvolena metoda anomalniho Nernstova efektu. Kapitola 2.6 obsahuje prehled reciprocnich termogalvanomagnetickcyh jevu, z nichz Nernstuv efekt tvori jednu podskupinu. Z experimentalniho hlediska se student zabyval vsemi fazemi experimentu: stavbe vyskofrekvencniho setupu, rustem a litografii samotnych magnetickych struktur zavrsene uspesnym mereni magneticke resonance. Jedna se o velice komplexni problem a vzhledem k tomu, ze je prace svym zpusobem prukopnicka na Ustavu fyzikalniho inzenyrstvi, muzu jedine ocenit jeji komplexnost, zavrsenou uspesne merenych rezonancnich krivek zobrazenych v obrazku cislo 5.2. K praci mam nekolik pripominek a komentaru: 1) Jak je uvedeno uz vyse, detekce magneticke resonance je zalozena na Nernstove efektu, tj. na pritomnosti vertikalniho gradientu teploty napric magnetickym materialem. Z tohoto uhlu pohledu postradam blizsi informace o silikonovem substratu, ktery zde hraje podstatnou roli. Jaky byl tedy presne vybran substrat a je pro dany efekt lepsi dobry termalni vodic (napr. safir) nebo spatny vodic (napr. tlusta vrstva SiO2)? Je zde tedy moznost maximalizovat merene napeti optimalizaci substratu? 2) V kapitole 5.1 je uveden princip detekce magnonu a to tak, ze excitovane povrchove vlny se siri smerem od anteny dale do FeNi, kde jsou nasledne absorbovany a zpusobuji zahrivani feromagnetu. Toto je vsak jen cast efektu a ve skutecnosti, jak je ukazano i v teto praci, vetsina signalu pochazi z klasicke feromagneticke resonance. Tento efekt je napriklad vyuzivan k tzv. magneticke hypertermii k lokalnimu zahrivani rakovinotvornych bunek. 3) Asi nejslabsim mistem cele prace je absence informace zvolene strategie designu magnonickeho krystalu a alespon zevrubna analyza. Magnonicky krystal je zobrazen v kapitole 4.3. Az po navratu do uvodni kapitoly si ctenar uvedomi, ze volba je motivovana praci Chumaka et al., nicmene rozmery a geometrie daneho krystalu, ktere se lisi od puvodni prace, zustavaji ctenari skryty. Na zaklade ceho je dana geometrie zvolena? Je mozne, ze za absenci pozorovani pritomnosti povrchovych magnonickych vln je zvolena tloustka feromagnetu? Jelikoz jsou vsechny experimentalni parametry znamy, je mozno z rovnice 2.47 odvodit posun rezonancnich frekvenci diky povrchovym vlnam vzhledem ke klasicke feromagneticke resonance, t.j. urcit zda je vubec mozne experimentalne dany posuv zmerit. V textu je uvedeno, ze vzorek s 50nm FeNi byl rovnez vyroben avsak chybi data pro dynamiku magnetizace. Vzhledem k povaze povrchovych vln je nejvetsi sance je pozorovat prave v tomto nejtensim filmu. 4) V obrazku 5.6b je zobrazen zpusob mereni magnetickeho tlumeni alpha. K nemu vsak bylo pouzito pouze resonance v pozitivnim magnetickem poli. Z dat je vsak mozne taky urcit alpha pomoci druheho peaku v obrazku 5.6a. K jake hodnote by vedla tato analyza? Je mozne zduvodnit, proc maji oba peaky v obrazku 5.6a navzajem ruzny tvar? 5) Je mozno za pouziti nejjednodussich aproximaci a koeficientu Nernstova efektu prevzateho z literatury odhadnout teplotni gradient ve feromagnetu? Rekneme, ze zanedbame penetraci magnonickyh vln do feromagnetu a predpokladejme, ze k merenemu signal prispiva jenom cast (t.j. objem) primo pod antenou. 6) Samotna antena generuje teplo a tedy oblast primo pod antenou je taky vystavena gradientu teploty. Je tedy offset napr. v obrazku 5.6a dan timto efektem nebo se jedna o jiny artefakt? Bylo overeno, zda tento offset zavisi na teplote, t.j. na pouzitem proudu v antene? Cely manuscript je napsan na vysoke pedagogicke urovni a ctenar je nenasilnym zpusobem vtazen do problemu magnonickych struktur. Prace taky otevira moznosti k alternativni detekci Damonovych- Eshbachovych vln, ktere jsou dnes hojne vyuzivany k mereni Dzyaloshinskii-Moriya interakce. Jedna se rozhodne o praci vysoce nadstandardni diky jeji komplexnosti, kde student ukazal, ze se dokaze zorientovat v rychle se rozvijejici literature magnoniky, eliminovat vsechny problemy pri rustu a litografii danych struktur, vybudovat experimentalni setup a overit veskerou funkcnost merenim FMR spekter. Praci rozhodne doporucuji k obhajobe.

eVSKP id 101563