Static and dynamic properties of hexagonally shaped magnetic nanotubes

Dokumentenart:	Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation)
Open Access Art:	Primärpublikation
Datum:	Oktober 2018
Begutachter (Erstgutachter):	Prof. Dr. Christian H. Back
Tag der Prüfung:	28 September 2018
Institutionen:	Physik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Entpflichtete oder im Ruhestand befindliche Professoren > Lehrstuhl Professor Back > Arbeitsgruppe Christian Back
Stichwörter / Keywords:	anisotropic magnetoresistance; ground state; nanotube; permalloy; vortex; spin wave; dispersion; asymmetric; non-reciprocity
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:	37820

Zusammenfassung (Englisch)

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 ...

Zusammenfassung (Englisch)

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.

Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)

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 ...

Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)

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.

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