Electronic Structure and Magnetic Properties of Antiferromagnetic Semiconductors and Metals

Abstract

Antiferromagnety jsou materiály, které mají, podobně jako ferromagnety, dalekodosahové magnetické uspořádání. Narozdíl od ferromagnetů zatím ale antiferromagnety nenašly mnoho praktických uplatnění, zejména kvůli obtížnosti detekce a manipulace magnetického uspořádání v antiferromagnetech pomocí externích magnetických polí. Rozvoj spintroniky v minulých letech vyvolal obnovený zájem o antiferromagnety, protože spintronické metody umožňují manipulaci a detekci magnetického uspořádání ve ferromagnetech bez použití externích magnetických polí. První část této práce se zabývá studiem jedné skupiny antiferromagnetický materiálů, příbuzných běžným polovodičům. Druhá část této práce se zaměřuje na studium elektrického ovládání antiferromagnetů. Ukazujeme, že antiferromagnety lze ovládat pomocí tzv. spin-orbit torque, což je metoda dobře známá ve ferromagnetech. Tuto metodu ilustrujeme pomocí mikroskopických výpočtů v několika antiferromagnetech a také studujeme symetrii tohoto jevu. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Antiferromagnets are common in nature and just like ferromagnets posses a long-range magnetic order. They have found little practical application so far, be- cause the magnetic order in antiferromagnets is hard to detect and to manipulate by external magnetic fields. This has become less of a problem due to the development of spintronics, which has motivated a new interest in antiferromagnets. In this thesis we first theoretically study the electronic and magnetic structure of certain class of antiferromagnetic compounds, which are related to common semiconductors. In the second part we focus on electrical manipulation of antiferromagnets. We show that the so-called spin-orbit torque, which has been studied extensively in ferromagnets, can efficiently manipulate the antiferromagnetic order. We calculate the spin-orbit torque in several antiferromagnets and study the symmetry of the spin-orbit torque in detail. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)