Příprava vzorků a studium magnetických vlastností monokrystalů LiCoPO4

Abstract

The complex spin structures are currently being intensively investigated for their application potential. Such structures include multiferroicity or a newly discovered form of magnetism - altermagnetism. One of the materials with such structure is LiCoPO4, which exhibits simultaneous ferroelectricity and magnetic ordering, making it a potential altermagnet. In this work, we will focus on studying single crystals provided by a colleague from the Leibniz Institute in Dresden. The main motivation is to investigate the spin and structural properties to determine whether altermagnetism is possible in the material from a symmetry perspective. During the detailed characterization of LiCoPO4, we came to the conclusion that the material in its current quality is not sufficient for the preparation of spintronic devices and we chose Ba2CoGe2O7 as a more suitable material. We focused on preparing samples of this material in a way, so that they have suitable size, orientation and surface quality. Finally, we prepared the spintronic devices and used them to measure spin Hall magnetoresistance. The conclusions of the work bring the potential for a more detailed examination of LiCoPO4 and another large group of similar materials in terms of their altermagnetic properties in the future. 1

Komplexné spinové štruktúry sú v súčasnosti intenzívne skúmané pre ich aplikačný potenciál. Medzi takéto štruktúry patrí aj multiferoicita alebo novo objavená forma magnetizmu - altermagnetizmus. Jedným z materiálov s touto štruktúrou je LiCoPO4, ktorý vykazuje súčasnú feroelektricitu a magnetické usporiadanie, pri čom sa jedná o potenciálny altermagnet. V tejto práci sa zameriame na štúdium monokryštálov poskytnutých kolegou z Leibnizovho inštitútu v Drážďanoch. Hlavnou motiváciou je skúmanie spinových a štruktúrnych vlastností, aby sme zistili, či je z hľadiska symetrie altermagnetizmus v materiále možný. Počas podrobnej charakterizácie LiCoPO4 sme došli k záveru, že materiál v súčasnej kvalite nie je postačujúci pre prípravu spintronických súčiastok a vhodnejšou voľbou bol Ba2CoGe2O7. Zamerali sme sa na prípravu vzoriek spôsobom, aby mali vhodné rozmery, orientáciu a kvalitu povrchu. Na záver sme pripravili spintronické súčiastky a pomocou nich merali spinovú Hallovu magnetorezistenciu. Závery práce prinášajú potenciál pre podrobnejšie budúce preskúmanie LiCoPO4 a ďalšej veľkej skupiny podobných materiálov z hľadiska ich altermagnetických vlastností. 1