Optical and magneto-optical studies of ferrimagnetic garnets for photonic and spintronic applications

Abstract

Název práce: Studie optických a magnetooptických vlastností ferrimagnetických granátů pro fotonické a spintronické aplikace Autor: RNDr. Lukáš Beran Katedra: Fyzikální ústav Univerzity Karlovy Vedoucí disertační práce: RNDr. Martin Veis, PhD., Fyzikální ústav Univerzity Karlovy Abstrakt: Tato doktorská práce se věnuje přípravě a systematické charakterizaci fyzikálních vlastností tenkých vrstev železitých granátů s potenciálním využitím ve fotonických a spintronických zařízeních. Zkoumané vzorky byly připraveny pomocí metalo-organické dekompozice a pulzní laserové depozice. Studie se zaměřila na strukturní a magnetickou charakterizaci spolu s optickými a mag- netooptickými vlastnostmi. Získané experimentální výsledky byly dále srovnány s teoretickými výpočty. Aplikační potenciál granátů pro fotonická zařízení byly diskutovány na základě určeného faktoru jakosti (Figure of Merit). Vysoké hod- noty byly dosaženy pro monokrystalácké filmy Ce dopovaného yttritého železitého granátu a polykrystalické vrstvy Bi dopovaného yttritého železitého granátu na křemíkovém substrátu. Dále byly připraveny vrstvy nových granátů vzácných zemin se snahou dosáhnout kolmé magnetické anizotropie. To se podařilo pro tři...

Title: Optical and magneto-optical studies of ferrimagnetic garnets for photonic and spintronic applications Author: RNDr. Lukáš Beran Department: Intitute of Physics of Charles University Supervisor: RNDr. Martin Veis, PhD., Institute of Physics of Charles University Abstract: This doctoral thesis is devoted to fabrication and systematic char- acterization of physical properties of thin films of iron garnets with potential applications in photonic and spintronic devices. Investigated samples were pre- pared by metallo-organic decomposition and pulsed laser deposition. The study was focused on structural and magnetic characterizaiton along with optical and magneto-optical properties. Obtained experimental results were further con- fronted with theoretical calculations. The application potencial of garnets for photonic devices was discussed based on determined Figure of Merit (Faraday rotation to optical loss ratio). High values were achieved for single crystal thin film of Ce doped yttrium iron garnet on galium gadolinium garnet substrate as well as for pollycrystalline Bi doped yttrium iron garned on silicon substrate. Furthermore, new rare-earth garnets were prepared with attempt to achieve per- pendicular magnetic anisotropy of these film. This was achieved for three di erent materials, which were not...