Optická spektroskopie antiferomagnetů

Abstract

Antiferomagnety, magneticky usporiadané materiály bez makroskopickej magnetizácie, je pomerne ťažké študovať bežnými nástrojmi magnetickej charakterizácie. Táto diplomová práca bola zameraná na ich optický výskum. Podrobne sme skúmali magnetooptické efekty kvadratické v magnetizácií, magnetický lineárny dichroizmus a Voigtov jav, ktoré sú prítomné aj v antiferomagnetoch. Preskúmali sme magnetický polovodič (Ga,Mn)As, kde sú tieto efekty výrazné a využitím dvojdimenzionálneho elektromagnetu sme dokázali, že tieto javy možno využiť na stanovenie jeho magnetickej a magnetooptickej anizotropie. Alternatívny prístup bol použitý v tenkom filme z nekolineárneho antiferomagnetu Mn3NiN, kde sme študovali zmeny optických a magnetooptických vlastností. Zistili sme, že sú silne ovplyvnené pnutím spojeným s teplotne indukovaným fázovým prechodom v substráte STO. To demonštruje, že optická spektroskopia môže byť použitá na výskum antiferomagnetov pomerne efektívne.

Antiferromagnets, magnetically ordered materials without macroscopic magnetization, are rather difficult to study by conventional magnetic characterization tools. This thesis was focus on optical research of antiferromagnets. We studied in detail magneto-optical effects quadratic in magnetization, magnetic linear dichroism and Voigt effect, that are present even in compensated antiferromagnets. We studied magnetic semiconductor (Ga,Mn)As where these effects are rather pronounced and by employing a 2-dimensional electromagnet, we demonstrated that these effects can be used for a determination of magnetic and magneto-optical anisotropy in investigated materials. Alternative approach was used in a thin film made from a non-collinear antiferromagnet Mn3NiN where we studied changes of optical and magneto-optical properties. We revealed that they are strongly affected by the strain connected with the temperature-induced phase transition in the STO substrate. This demonstrates that optical spectroscopy can be used for the research of antiferromagnets quite efficiently.