Spin dynamics and manipulation of nanostructured systems in simulation and experiment

Diese Arbeit befasst sich mit der Manipulation der Magnetisierung in einem Multiferroikum und in einer Permalloy Nanostruktur. Im multiferroischen CoFe2O4-BaTiO3 Nanokompositsystem konnte durch oberflächensensitive Messmethoden und Röntgenbeugungsexperimente nachgewiesen werden, dass ein selbstorganisiertes Wachstum vorliegt. Es lässt sich eine Phasentrennung zwischen den ferrimagnetischen CoFe2O4-Säulen und der ferroelektrischen BaTiO3-Matrix feststellen. Beide Phasen besitzen eine hohe kristalline Ordnung, wobei für das CoFe2O4 gegenüber dem Volumenwert eine um 0.5% reduzierte Gitterkonstante bestimmt wurde. Messungen der magnetischen Eigenschaften zeigen, dass durch diese strukturelle Verzerrung eine uniaxiale magnetische Anisotropie im Nanokomposit erzeugt wird. Auf Grund der elastischen Kopplung beider Phasen an deren Grenzflächen lässt sich, mit Hilfe eines externen Magnetfeldes, eine Deformation des gesamten Nanokomposites hervorrufen. Mittels XLD-Messungen kann ein direkter, elementspezifischer Zusammenhang zwischen der Orientierung der Magnetisierung (d.h. dem resultierenden magnetischen Moment des Co und Fe) und dem elektrischen Dipolmoment des BaTiO3 (bestimmt durch die Position des Ti) nachgewiesen werden. Die elektrischen Eigenschaften des Nanokomposites können daher mit einem externen Magnetfeldes kontrolliert werden. Der zweite Bereich dieser Dissertation befasst sich mit der Beschreibung von dynamischen Prozessen einer Magnetisierung, die durch ein externes Hochfrequenzfeld angeregt wird. Hierzu wird ein mikromagnetisches Simulationsverfahren vorgestellt, mit dem sich Experimente zur Ferromagnetischen Resonanz modellieren lassen. Um die Qualität des Verfahrens zu überprüfen, wurde die mikromagnetische Simulation der Dispersionsrelation der uniformen Mode (Resonanzlinienbreite und -position) eines dünnen Permalloy-Film in der Filmebene mit den Vorhersagen analytischer Theorien (Kittel) verglichen. Es konnte eine maximale Abweichung von 0.02% ermittelt werden. Des Weiteren wurden die Dispersionsrelationen einer Permalloy-Leiterbahn in zwei magnetisch unterschiedlichen Orientierungen gemessen und simuliert. Im Gegensatz zum unstrukturierten Film, lassen sich verschiedene Arten von Anregungsmoden identifizieren. Es werden Modelle erläutert, anhand derer das Verhalten dieser Moden qualitativ wiedergeben werden kann. Dabei wird berücksichtigt, dass dynamische Entmagnetisierungsfelder und Inhomogenitäten im statischen Entmagnetisierungsfeld auftreten. Auf Grund dieser Felder ist eine Analyse der Resonanzpositionen mittels der Kittelgleichung nicht möglich bzw. müssen Hilfsannahmen wie eine effektive Leiterbahnbreite eingeführt werden. Der Vergleich von simulierten und gemessenen Anregungsmoden zeigt, dass die hohe Abweichung bestimmter Anregungsmoden auf die Rauigkeit der Leiterbahnränder zurückgeführt werden kann. Des Weiteren weicht entweder die Sättigungsmagnetisierung des Probensystem, gegenüber dem Volumenwert von Permalloy, um 10% ab, oder es liegt ein reduzierter g-Faktor von g = 2.045 vor

Anatomy of localized edge modes in laterally coupled waveguides

We present a systematic micromagnetic study of standing spin-wave modes in infinitely long Permalloy strips with rectangular cross-section. Using a finite-element dynamic-matrix method, we first calculate the eigenfrequencies and the corresponding eigenvectors (mode profiles), as a function of the in-plane magnetic field applied across the strip. The ferromagnetic resonance spectra is computed from the mode profiles, assuming a homogeneous radio-frequency excitation, equivalently to an experimental ferromagnetic resonance measurement. The investigation of the field-dependent mode profiles enables for the classification of the observed resonances, here focusing mostly on the true edge mode localized at the vicinity of strip edges. Furthermore, we study the mode localization in pairs of 50-nm-thick Permalloy strips as a function of the strip width and their lateral separation. For closely spaced strips, the spatial profile of the quasi-uniform mode is substantially modified due to a significant hybridization with the edge-localized standing spin-wave modes of the neighbouring strip. We show that a wide-range-tunability of the localized edge-mode resonances can be achieved with a precise control of the magnetostatic coupling between the strips. Extreme sensitivity of the edge mode frequency on the bias field demonstrates a potential of the edge resonances for field sensing. Furthermore, for narrow strips (~100 nm in width), due to the reduced number of the allowed confined modes, a field-controllable switching between the resonances localized either in the strip center or at the edges of the strips can be achieved.Comment: 5 pages, 4 figure

Розвиток суспільно-політичного процесу на Волині в період незалежності

У статті розглянуто основні етапи розвитку суспільно-політичного процесу на Волині в період незалежності України. Трансформаційні процеси, що проходять в області, попри свою місцеву особливість, виходять із чергового етапу розвитку політичної системи України, а отже, розвиток суспільно-політичного процесу на Волині прямо залежний від всеукраїнського процесу трансформації.In the article the basic stages of the development of social and political process are considered in Volyn region during the period of independence of Ukraine. The transformation processes, which pass in this region, without regard to the local feature go out from the regular stage of the development of the political system of Ukraine, and consequently, the development of social and political process in Volyn region depend directly upon the all-Ukrainian process of transformation

Numerical ferromagnetic resonance experiments in nano-sized elements

This dataset contains the raw data for our paper "Numerical ferromagnetic resonance experiments in nano-sized elements" published in IEEE Magnetic Letters. It is organized in folders according to the figures in the paper. Each folder contains the experimental and numerical data, together with the MuMax3 definition files and possible scripts used for evaluation

The role of the crystal orientation (c-axis) on switching field distribution and the magnetic domain configuration in electrodeposited hcp Co-Pt nanowires

In this report, Co-Pt nanowires (NWs) were produced via potentiostatic electrodeposition into commonly used commercial ordered-alumina and disordered-polycarbonate membranes with similar pore diameters (≈200 nm). The pore diameter of the membranes and the deposition conditions were chosen such that the Co-Pt NWs fabricated into both membranes had a hexagonal close packed (hcp) crystal structure with a crystallographic texturing of the c-axis in the direction perpendicular to the NWs' long axis; this effect was more pronounced in the alumina membranes. Due to the local fluctuation in electrodeposition conditions (pore diameter, pore shape), we have found a small variation in the c-axis orientations in the plane perpendicular to the NWs' long axis. Magnetic characterizations suggested that there is uniaxial anisotropy perpendicular to the Co-Pt NWs' long axis and the small variation in the orientation of the hcp c-axis plays an important role in the switching-field distribution and the magnetic domain structure of the Co-Pt NWs. First order reversal curves (FORCs) revealed week magnetostatic interactions between Co-Pt NWs, thus suggesting that the different pore alignments are not influencing much the magnetic properties in both membranes. The micromagnetic simulation revealed that the transverse-stripe (TS) and longitudinal stripe (LS) domains are energetically most favorable structures in such NWs. This study accentuates the influence of the crystal orientation (c-axis) of the high-anisotropy materials on their functional magnetic properties and thus is of great importance for the fabrication of nanodevices based on such NWs.This work was funded by the Slovenian Research Agency (ARRS) under project number PR-04442 and funding from Communidad de Madrid under project Nanofrontmag S2103/MIT-2850. M P Proenca acknowledges FCT for grant SFRH/BPD/84948/2012 supported by funding POPH/FSE