Charakterizace spinových vln pomocí Brillouinova rozptylu světla v blízkém poli

Simple item page
but.committeeprof. Ing. Radimír Vrba, CSc. (předseda) prof. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D. (místopředseda) Prof. Dr. Burkard Hillebrands (člen) Dr. Ping Che (člen) Doc. Mgr. Adam Dubroka, Ph.D. (člen)cs
but.defenceDoktorská práce Ondřeje Wojewody se zaměřuje na charakterizaci magnonických zařízení pomocí Brillouinovy spektroskopie a mikroskopie rozptylu světla, nejuniverzálnější a nejrozšířenější analytické techniky pro studium spinových vln. Doktorand tuto techniku během doktorandského studia rozvinul na nejvyšší světovou úroveň jak teoreticky, tak experimentálně. Ukázal, že je možné obejít základní hranici minimální detekovatelné vlnové délky spinové vlny (aktuálně kolem 260 nm) pomocí dielektrických nanoreaktorů a předvedl detekci spinových vln 40 nm. Všechny experimenty navíc podpořil komplexním analytickým modelem, díky kterému je možné hlouběji porozumět studovaným procesům nepružného rozptylu světla na magnonech. Práce je aktuální a stanovené cíle byly splněny. Výsledky své disertace student publikoval ve čtyřech prvoautorských a v šesti dalších publikacích v recenzovaných vědeckých časopisech. V průběhu obhajoby pan Wojewoda prokázal skvělé znalosti nejen ze svého hlavního fyzikálního zázemí, ale i schopnost adaptovat se na nové směry výzkumu a přispět ke stavu techniky v dalších projektech. Na dotazy komise a oponentů odpověděl výborně.cs
but.jazykangličtina (English)
but.programPokročilé materiály a nanovědycs
but.resultpráce byla úspěšně obhájenacs
dc.contributor.advisorUrbánek, Michalen
dc.contributor.authorWojewoda, Ondřejen
dc.contributor.refereeChe, Pingen
dc.contributor.refereeHillebrands, Burkarden
dc.date.created2024cs
dc.description.abstractSpinové vlny (magnony) mají potenciál být použity jako nová platforma pro přenos a zpracování dat, protože mohou dosáhnout vlnových délek v rozsahu nanometrů a frekvencí v rozsahu terahertzů. Ovšem nyní je možné měřit spinové vlny s vlnovými délkami pod difrakčním limitem světla pouze pomocí rentgenové mikroskopie s použitím velkých urychlovačů částic. Toto razantně zpomaluje a zdražuje výzkum a vývoj zařízeních založených na spinových vlnách. Během svého doktorského studia jsem hledal možnosti, jak tento problém překonat. Využitím Mieho rezonancí v dielektrických strukturách můžeme měřit spinové vlny s srovnatelnými vlnovými délkami pomocí standardní optické sestavy určené pro měření mikroskopie Brillouinova rozptylu světla. Tento proces jsem studoval na silikonovém disku umístěném na vrstvě nikl-železa. Tato technika může být upravena pro získání rozlišení pro vlnové délky krátké až 50 nm v rovině vzorku pomocí pole silikonových proužků se subdifrakční periodou. V poslední části mé teze se věnuji měření koherentně vybuzených spinových vln, kde demonstruji fázové rozlišením změřením disperzní relace spinových vln. Prezentované výsledky můžou změnit výzkum v oblasti fyziky pevných látek a mechano-biologie.en
dc.description.abstractSpin waves (and their quasi-particle magnons) have the potential to be used as a new platform for data transfer and processing, as they can reach wavelengths in the nanometer range and frequencies in the terahertz range. However, currently, the only technique enabling the spatial investigation of the nanoscale spin waves is time-resolved x-ray microscopy, requiring synchrotron radiation and making investigation of nanoscale-related phenomena time and resource demanding. On the contrary, Brillouin light scattering (BLS) is a common tabletop technique available in many magnonics laboratories. During my PhD research, I brought the possibility of measuring nanoscale spin waves to standard micro-focused BLS setup by utilizing Mie resonances in dielectric nanoresonators. I investigated this phenomenon by measuring thermally induced spin waves in NiFe layer using a single silicon disk as a Mie resonator. To analyze the obtained data, I developed a theoretical model for micro-focused BLS. Moreover, by introducing the periodical structures, I demonstrated the measurement of the nanoscale spin waves with in-plane wavevector resolution. I measured the dispersion relation of thermally excited spin waves down to the wavelengths of 50 nm, which is one order of magnitude improvement compared to the conventional BLS. Finally, I investigated coherently excited spin waves, where the phase-resolved measurements are demonstrated by measuring the spin-wave wavelength of 204 nm with the uncertainty of only 6 nm. In summary, the presented results open a new way of analyzing the micro-focused BLS data and measuring nanoscale spin waves. The presented approach is general and can revolutionize the field of condensed matter physics and mechanobiology in the same way as a plasmon-enhanced Raman spectroscopy.cs
dc.description.markPcs
dc.identifier.citationWOJEWODA, O. Charakterizace spinových vln pomocí Brillouinova rozptylu světla v blízkém poli [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT. 2024.cs
dc.identifier.other161360cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/249627
dc.language.isoencs
dc.publisherVysoké učení technické v Brně. CEITEC VUTcs
dc.rightsStandardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezenícs
dc.subjectmagnonikaen
dc.subjectspinové vlnyen
dc.subjectBrillouinův rozptylen
dc.subjectMieho rezonanceen
dc.subjectinterakce světla a hmotyen
dc.subjectmagnonicscs
dc.subjectspin wavecs
dc.subjectBrillouin light scatteringcs
dc.subjectMie resonancescs
dc.subjectlight-matter interactioncs
dc.titleCharakterizace spinových vln pomocí Brillouinova rozptylu světla v blízkém polien
dc.title.alternativeBrillouin light scattering characterization of nanoscale spin wavescs
dc.typeTextcs
dc.type.driverdoctoralThesisen
dc.type.evskpdizertační prácecs
dcterms.dateAccepted2024-09-04cs
dcterms.modified2024-09-26-14:01:08cs
eprints.affiliatedInstitution.facultyCEITEC VUTcs
sync.item.dbid161360en
sync.item.dbtypeZPen
sync.item.insts2025.03.27 11:39:18en
sync.item.modts2025.01.16 00:44:51en
thesis.disciplinePokročilé nanotechnologie a mikrotechnologiecs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT. Středoevropský technologický institut VUTcs
thesis.levelDoktorskýcs
thesis.namePh.D.cs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 5 of 5
Thumbnail Image
Name:
final-thesis.pdf
Size:
11.07 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
file final-thesis.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Vedouci prace-Posudek_skolitele_Wojewoda1.pdf
Size:
62.96 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
file Posudek-Vedouci prace-Posudek_skolitele_Wojewoda1.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-Review_Report_Dr. Ping Che_nosignature.pdf
Size:
263.78 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
file Posudek-Oponent prace-Review_Report_Dr. Ping Che_nosignature.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-Review_Report_Prof. Dr. Burkard Hillebrands_nosignature.pdf
Size:
97.78 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
file Posudek-Oponent prace-Review_Report_Prof. Dr. Burkard Hillebrands_nosignature.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
review_161360.html
Size:
1.72 KB
Format:
Hypertext Markup Language
Description:
file review_161360.html
Download
Collections
2024