Bachelor's Thesis

Transport properties of one dimensional magnetic nanostructures

Final Thesis 9.79 MB

Author of thesis: Ing. Jakub Holobrádek

Acad. year: 2016/2017

Supervisor: Ing. Marek Vaňatka, Ph.D.

Reviewer: Mgr. Jiří Liška, Ph.D.

Abstract:

Magnetic nanowires have been recently under the scope for their specic properties and applications in microelectronics and sensors. This work deals with measurement of transport properties of nanowires in magnetic field. Nanowires prepared in the range of the thesis were grown by the physical vapor deposition method in colaboration with the University of Technology Sydney. The main task of the thesis was to develop a process of contacting single nanowires by electron beam lithography and measuring them using anisotropic magnetoresistance in angle dependent magnetic field. Characterization techniques such as transmission electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy and magnetic force microscopy were used to provide further analysis.

Keywords:

Nanowires, magnetism, magnetorezistence, AMR

Date of defence

09.06.2017

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Applied Sciences in Engineering (B3A-P)

Field of study

Physical Engineering and Nanotechnology (B-FIN)

Composition of Committee

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Marek Vaňatka, Ph.D.

Student Jakub Holobrádek ve své bakalářské práci na téma Transportní vlastnosti jednorozměrných magnetických nanostruktur vypracoval kvalitní rešeršní studii o výrobě a vlastnostech magnetických nanodrátů, následně také o základních magnetických vlastnostech pevných látek. Z následující experimentální části musím zejména ocenit samostatnost studenta při procesu kontaktování nanodrátů, který před odevzdáním práce zvládal zcela sám. Celá metodika kontaktování magnetických nanodrátů s přesností umístění elektrických kontaktů do několika desítek nanometrů bude použita v dalším výzkumu v nadcházejícím roce. Oceňuji studentovu vytrvalost, i když experimenty neprobíhaly dle očekávání po celou dobu práce. V další experimentální činnosti bude třeba si ještě více osvojit všechny použité měřící zařízení a zejména jejich automatizaci kvůli potřebě přizpůsobení měřících programům požadavkům konkrétních experimentů.
Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím ji stupněm A – výborně.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu A
Display more

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Mgr. Jiří Liška, Ph.D.

Předložená bakalářská práce studenta Jakuba Holobrádka s názvem Transportní vlastnosti jednorozměrných magnetických nanostruktur obsahuje řešeršní studii této moderní problematiky i praktickou realizací experimentu. Ta se skládala z nachystání vzorku, sestavení měřicí aparatury i provedení transportních měření (anizotropní magnetorezistence, AMR) nanostruktur v podobě nanodrátů na bázi Co a NiFe. Dle prezentovaných informací student zvládl přenos nanodrátů, vytváření nanokontaktů za pomocí elektronové litografie i mikrokontaktů za pomoci ultrazvukového bondování. Bohužel nebyl úspěšný při transportním měření monokrystalických nanodrátů na bázi Co, což mohlo být způsobeno mimo jiné výběrem konkrétního drátu ale i nevhodnými depozičními podmínkami na TU v Sydney, které sám nemohl ovlivnit. Nanodrát ke transportnímu měření byl zvolen po charakterizaci za pomocí MFM i TEM/EDS metod. Měřicí aparatura byla sestavena správně což dokumentují výsledky z měření AMR u NiFe nanodrátu. Oproti zadání student navíc provedl simulaci transportních závislostí pomocí programu MuMax3 pro NiFe drát, což umožňuje srovnání se změřenými výsledky a proto to hodnotím pozitivně.

Práce je vypracována na výborné úrovní. Několik překlepů, nepřesných formulací se však v práci vyskytlo (např. část 2.3: „mez skluzu“,  část 6.2: pomocí prošlých „lektronů", část 2.1: bod tání pevných látek se v nanostrukturách „zmenšuje“) což je u prací tohoto typu zcela běžné a nesnižuje to úroveň práce. Doporučil bych studentovi vyhýbat se novotvarům a použít spíše vhodný opis (např. str. 13, Tento roztok je 5 minut „ultrazvukován“, obr. 7.7 „Namikrokontaktovaný“ vzorek). Zkušenosti s přípravou a měřením výše uvedených vzorků a zvládnutí dalších technik jsou důležité pro další vědeckou práci J. Holobrádka. Hodnotím tuto práci stupněm A - výborně.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Kde a kým byly připraveny nanodráty za pomocí depozice z plynné fáze (ústav na TU Sydney, skupina/autor)? Kdo provedl jejich charakterizaci za pomocí EDS? Jedná se o J. Scotta uvedeného např. pod obr. 6.1?
  2. V části 5.1.1 je provedena simulace AMR pro NiFe drát pomocí programu MuMax3. Je zde vidět výrazný pokles odporu pro pole o velikosti 0,15 T (obr. 5.1) u experimentu to je 0,02 T (obr. 7.10) čím je tento posuv způsoben? Byla obdobným způsobem provedena simulace i pro drát na bázi Co, který byl uveden v zadání práce? Jak se v tomto případě změní závislosti?
  3. V části 7.22 je zmíněno pravděpodobně chybně VSM měření (Vibrating Sample Magnetometer). Bylo v této práci zamýšleno tento druh měření použít? Pokud ano, v jakém případě a co bylo očekáváno?
Display more

Grade proposed by reviewer: A