Physical properties of doped and non-doped Tb3Fe5O12 studied by optical spectroscopies

Abstract

This thesis focuses on systematic study of optical and magneto-optical properties of non-doped and doped Tb3Fe5O12 thin films, on gadolinium gallium garnet and silicon substrates. Spectroscopic ellipsometry measurements were performed to obtain optical properties, thicknesses and surface roughness values of studied samples. The magneto- optical properties were investigated using the Kerr and Faraday effect measurements. Obtained experimental data were used to calculate the spectral dependence of the off- diagonal components of permittivity tensor. The results were compared with literature, and the effect of doping was discussed. On three samples, the spectral magneto-optical Kerr rotation hysteresis loops were measured, for the purpose of separating the individual contributions of sublattices. The analysis revealed that the method is probably insensitive to sublattice contributions but is sensitive to the contributions of regions with different magnetic anisotropy within the deposited layer. 1

Táto práca je zameraná na systematické štúdium optických a magnetooptických vlast- ností nedopovaných a dopovaných Tb3Fe5O12 tenkých vrstiev na gadolínium gálium gra- nátových a kremíkových substrátoch. Z vykonaných meraní spektroskopickej elipsometrie boli u skúmaných vzoriek získané optické vlastnosti, hrúbky vrstiev a drsnosti povrchov. Magnetooptické vlastnosti boli skúmané použitím meraní Kerrovho a Faradayovho javu. Získané experimentálne dáta boli použité na výpočet spektrálnej závislosti mimodia- gonálnych komponentov tenzoru permitivity. Výsledky boli porovnané s literatúrou a bol diskutovaný efekt dopovania. Na troch vzorkách boli zmerané spektrálne hysterézne slučky magnetooptického Kerrovho javu pre účel oddelenia individuálnych príspevkov podmrieží. Analýza ukázala, že táto metóda pravdepodobne nie je citlivá na príspevky podmrieží, ale je citlivá na príspevky oblastí s rozdielnou magnetickou anizotropiou vnútri deponovanej vrstvy. 1