Time-resolved Kerr microscopy of spin waves propagating in magnetic nanostructures

Dokumentenart:	Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation)
Open Access Art:	Primärpublikation
Datum:	28 Februar 2019
Begutachter (Erstgutachter):	Prof. Dr. Christian H. Back
Tag der Prüfung:	11 Mai 2018
Institutionen:	Physik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Entpflichtete oder im Ruhestand befindliche Professoren > Lehrstuhl Professor Back > Arbeitsgruppe Christian Back
Stichwörter / Keywords:	Spin Waves; Time-Resolved Magneto-Optical Kerr Microscopy; Magnetic Nanostructures
Dewey-Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Status:	Veröffentlicht
Begutachtet:	Ja, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstanden:	Ja
Dokumenten-ID:	36906

Zusammenfassung (Englisch)

Within the framework of this thesis, different spin wave propagation experiments have been performed. In each of them, the spin waves propagating in the magnetic nanostructures were excited by microwave antennas and detected optically by time-resolved magneto-optical Kerr microscopy using a femtosecond laser system, which provided the required spatial, temporal and phase resolution. The Kerr ...

Zusammenfassung (Englisch)

Within the framework of this thesis, different spin wave propagation experiments have been performed. In each of them, the spin waves propagating in the magnetic nanostructures were excited by microwave antennas and detected optically by time-resolved magneto-optical Kerr microscopy using a femtosecond laser system, which provided the required spatial, temporal and phase resolution. The Kerr microscope was operated both in the spectroscopy and the imaging mode. In the latter mode, real-space Kerr images of the propagating spin waves were acquired. The analysis of these images enabled the observation of changes in specific spin wave propagation characteristics due to modifications in certain sample features as well as direct access to the two main quantities characterizing propagating spin waves---dispersion and attenuation length. In combination and/or comparison with the results from other sample characterization techniques and micromagnetic simulations, the detailed investigation of these two quantities provided the basis for the determination of a variety of fundamental parameters governing magnetization dynamics in different kinds of magnetic materials and systems such as the magnetic damping parameter, the nonadiabatic parameter and the strength of the interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction.

Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)

Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Experimente mit in magnetischen Nanostrukturen propagierenden Spinwellen durchgeführt. Diese wurden durch Mikrowellenantennen angeregt und optisch mittels zeitaufgelöster, magneto-optischer Kerr-Mikroskopie detektiert, wobei ein Femtosekunden-Lasersystem verwendet wurde, welches die erforderliche räumliche, zeitliche und Phasenauflösung lieferte. Das ...

Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)

Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Experimente mit in magnetischen Nanostrukturen propagierenden Spinwellen durchgeführt. Diese wurden durch Mikrowellenantennen angeregt und optisch mittels zeitaufgelöster, magneto-optischer Kerr-Mikroskopie detektiert, wobei ein Femtosekunden-Lasersystem verwendet wurde, welches die erforderliche räumliche, zeitliche und Phasenauflösung lieferte. Das Kerr-Mikroskop wurde sowohl im Spektroskopie- als auch im Bildgebungsmodus betrieben. In letzterem Modus wurden Realraum-Kerr-Bilder der propagierenden Spinwellen aufgenommen. Die Auswertung dieser Bilder ermöglichte zum einen die Beobachtung von Änderungen in spezifischen Charakteristika der Spinwellen-Propagation aufgrund von Modifikationen in bestimmten Probenmerkmalen, zum anderen einen direkten Zugang zu den zwei Kenngrößen, die propagierende Spinwellen charakterisieren: Dispersion und Abklinglänge. In Kombination und / oder im Vergleich mit den Ergebnissen anderer Probencharakterisierungstechniken und mikromagnetischen Simulationen war die detaillierte Untersuchung dieser beiden Größen die Grundlage für die Ermittlung einer Vielzahl von fundamentalen Parametern, welche die Magnetisierungsdynamik in verschiedenen magnetischen Materialien und Systemen bestimmen, wie etwa der magnetische Dämpfungsparameter, der nichtadiabatische Parameter und die Stärke der an einer Grenzfläche auftretenden Dzyaloshinskii-Moriya Wechselwirkung.

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