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Zimmermann, Michael

Static and dynamic properties of hexagonally shaped magnetic nanotubes

Zimmermann, Michael (2018) Static and dynamic properties of hexagonally shaped magnetic nanotubes. PhD, Universität Regensburg.

Date of publication of this fulltext: 08 Oct 2018 09:46
Thesis of the University of Regensburg
DOI to cite this document: 10.5283/epub.37820


Abstract (English)

In the framework of this thesis the magnetic ground state of hexagonally shaped ferromagnetic nanotubes and ways to manipulate this state are investigated in detail. The nanotubes consist of permalloy with possible additional layers such as aluminum oxide. Utilizing the anisotropic magnetoresistance effect (AMR) we find very stable vortex ground states that are independent of the geometry of the ...

In the framework of this thesis the magnetic ground state of hexagonally shaped ferromagnetic nanotubes and ways to manipulate this state are investigated in detail. The nanotubes consist of permalloy with possible additional layers such as aluminum oxide. Utilizing the anisotropic magnetoresistance effect (AMR) we find very stable vortex ground states that are independent of the geometry of the nanotube. The reason is attributed to a strong growth induced anisotropy which is quantified in the course of this thesis. Besides the statics, also the dynamics of the magnetic nanotubes is investigated. For this purpose, three different techniques are applied: Planar microresonator based ferromagnetic resonance (PMR based FMR), time resolved magneto optical Kerr effect (TRMOKE) spectroscopy and scanning transmission X-ray microscopy (STXM). We find a highly asymmetric spin wave dispersion both experimentally and within the conducted simulations. These findings mark the first experimental evidence of the non-reciprocity of spin waves, caused solely by the curvature of the magnetic nanotubes.

Translation of the abstract (German)

Im Rahmen dieser Arbeit wird der magnetische Grundzustand von magnetischen Nanotubes im Detail untersucht. Die Nanotubes bestehen aus Permalloy und können zusätzliche Schichten, wie zum Beispiel Aluminiumoxid, aufweisen. Durch Anwendung des anisotropen Magnetowiderstands (AMR) werden sehr stabile Vortex Grundzustände gefunden. Diese sind unabhängig von der Geometrie des Nanotubes. Als Grund wird ...

Im Rahmen dieser Arbeit wird der magnetische Grundzustand von magnetischen Nanotubes im Detail untersucht. Die Nanotubes bestehen aus Permalloy und können zusätzliche Schichten, wie zum Beispiel Aluminiumoxid, aufweisen. Durch Anwendung des anisotropen Magnetowiderstands (AMR) werden sehr stabile Vortex Grundzustände gefunden. Diese sind unabhängig von der Geometrie des Nanotubes. Als Grund wird eine starke wachstums-induzierte Anisotropie ausgemacht. Neben den statischen werden auch die dynamischen Eigenschaften magnetischen Nanotubes untersucht. Hierbei werden drei Messmethoden herangezogen: Planar microresonator based ferromagnetic resonance (PMR based FMR), time resolved magneto optical Kerr effect (TRMOKE) spectroscopy und scanning transmission X-ray microscopy (STXM). Wir finden, sowohl im Experiment als auch in den Simulationen, eine ausgeprägt asymmetrische Spinwellen Dispersionsrelation. Diese Funde markieren die ersten experimentellen Nachweise der nicht Umkehrbarkeit der Spinwellen in magnetischen Nanotubes. Dieses Phänomen ist ausschließlich durch die Krümmung des Nanotubes erklärbar.


Involved Institutions


Details

Item typeThesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:Primary Publication
DateOctober 2018
RefereeProf. Dr. Christian H. Back
Date of exam28 September 2018
InstitutionsPhysics > Institute of Experimental and Applied Physics > Alumni or Retired Professors > Chair Professor Back > Group Christian Back
Keywordsanisotropic magnetoresistance; ground state; nanotube; permalloy; vortex; spin wave; dispersion; asymmetric; non-reciprocity
Dewey Decimal Classification500 Science > 530 Physics
StatusPublished
RefereedYes, this version has been refereed
Created at the University of RegensburgYes
URN of the UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-378204
Item ID37820

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