Statics and dynamics of magnetization in: patterned permalloy and ion-irradiated Co and FeAl nanostructures

Abstract

The three topics related to the modification of magnetic properties were distingguished: removal of magnetic material in permalloy and ion irradiation in FeAl and cobalt thin films. The samples were studied by techniques: magnetooptical Kerr effect microscopy and three spectrometries: Brillouin light scattering, X-band ferromagnetic resonance and vector network analyzer ferromagnetic resonance. Spin wave excitations at Damon-Esbach and standing spinwaves modes were identified in relation to ferromagnetic layer thickness/(energies of the irradiated ions). In 1D reprogrammable stripe patterned FeAl sample, the existence of binary reprogrammable magnetization, configurations, demostrated the possibility to apply disorder induced ferromagnetic structures for creation of MCs. Influence of complexity of the patterned Py nanostructures from square antidot lattice to wave like on the magnetization reversal, magnetic anisotropies, and spin wave excitations spectra was studied. Different spin waves modes such as bulk, and edge modes were distinguished. In ultrathin Pt/Co/Pt films, ions fluence driven changes in spin wave excitations with oscillating behavior (connected with magnetic anisotropy changes) were observed.

Rozpatrzono trzy zagadnienia związane z modyfikacją właściwości magnetycznych: poprzez strukturyzowanie (usuwanie materiału magnetycznego) w permaloju, naświetlanie jonami: FeAl oraz cienkich warstw kobaltu. Próbki zostały zbadane technikami: mikroskopia magnetooptycznego efektu Kerra oraz trzema spektormetrami: nieelastycznego rozpraszania światła Brillouina, rezonansu ferromagnetycznego w pasmie X, wektorowego analizatora - ferromagnetycznego rezonansu. Wzbudzenia fal spinowych typu Damona-Eshbaha oraz stojących fal spinowych zostały zidentyfikowane w powiązaniu z grubością warstwy ferromagnetycznej/(energii naświetlanych jonów). W 1D reprogramowalnych paskowych próbkach Fe60A140, istnienie binarnych ponownie programowalnych konfiguracji namagnesowania, pozwala na możliwość tworzenia kryształów magnonicznych z wykorzystaniem nieuporządkowanej fazy ferromagnetycznej. Zbadano wpływ złożoności strukturyzacji nanoukładów Py, od kwadratowej siatki otworów do układu falo-podobnego na procesy przemagnesowania, anizotropii magnetycznej i widmo fal spinowych. Zidentyfikowano wzbudzenia: podstawowe, objętościowe oraz krawędziowe. W ultracienkich próbkach Pt/Co/Pt, zaobserwowano, że zmiany dozy jonów powodowały oscylacyjne zachowanie wzbudzanych fal spinowych.