Grafen/ferrimagnet arayüzlerinde spin dinamiklerinin ultrahızlı optik yöntemlerle araştırılması
Investigation of spin dynamics in graphene/ferrimagnet interfaces by using ultrafast optical experimental techniques
- Tez No: 1008501
- Danışmanlar: PROF. DR. HALİME GÜL YAĞLIOĞLU, PROF. DR. EYÜP DUMAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Spin dinamiklerinin ultra hızlı olarak kontrol edilmesi spintronik uygulama alanlarını femtosaniye skalalarına getirmektedir. Manyetik olmayan malzemeler (NM) ile kontak halinde bulunan manyetik ince filmler şeklinde üretilen hetero yapılarda bir dış etki ile oluşturulan spin akımlarının ve ara yüzeydeki spin dinamiklerinin araştırılmasına olan ilgi son birkaç yılda çok hızlı bir şekilde artmıştır. Bu tez çalışmasında, ultra hızlı lazer darbeleri ile manyetik durumlarının ferromanyetik malzemelere göre daha kolay değiştirilebildiği bilinen grafen ile kontak halinde bulunan ferrimanyetik ince filmlerinin spin pompalama dinamikleri ve bu dinamiklerin, film kalınlığı ve uygulanan dış manyetik alan ile nasıl değiştiği araştırılmıştır. Bu amaçla, Ta ve grafen ile kontak halinde olan veya olmayan SiO2/Si alttaş üzerine biriktirilen farklı kalınlıklardaki GdFeCo ve TbFeCo ferrimanyetik ince filmler üretilmiştir. Üretilen filmlerin yapısal, kimyasal ve manyetik karakterizasyonları; taramalı elektron mikroskobu, atomik kuvvet mikroskobu ve titreşimli örnek manyetometresi incelenmiştir. Ultra hızlı spin dinamikleri ise ultra hızlı zaman çözünürlüklü manyeto optik Kerr etkisi (TRMOKE) deneyleri ile araştırılmıştır. Ta üzerine büyütülen GdFeCo ince filmlerinden elde edilen sinyaller analiz edildiğinde, birbirlerine yakın frekanstaki spin ve akustik dalgaların süperpozisyonu, yani manyeto akustik rezonans olduğu görülmüştür. GdFeCo filmi grafen üzerine büyütüldüğünde ise elde edilen sinyallerin frekans bileşenlerinin grafen ara yüzeye sahip olmayan GdFeCo örneklere göre yüksek frekans bölgelerine kaydığı görülmüştür. Bu sonuç, literatürde ilk defa ferrimanyetik GdFeCo ince filminden grafene spin pompalama yapıldığının bir göstergesidir.
Özet (Çeviri)
Controlling spin dynamics at ultra-fast scales brings spintronic applications into the femtosecond time scale. Interest in investigating spin currents and spin dynamics, generated by external stimulation, at interfaces in heterostructures (produced as magnetic thin films in contact with non-magnetic materials (NM)) has grown rapidly in recent years. In this thesis, ultrafast dynamics of ferrimagnetic thin films in contact with graphene was investigated at various film thickness and applied external magnetic field. For this purpose, GdFeCo and TbFeCo ferrimagnetic thin films of different thicknesses were deposited on SiO2/Si substrates with or without Ta and graphene contacts. The structural, chemical, and magnetic characterizations of the produced films were examined using scanning electron microscopy, atomic force microscopy, and vibrating sample magnetometry. Ultrafast spin dynamics were investigated using ultrafast time-resolved magneto-optical Kerr effect (TRMOKE) experiments. Analysis of the signals obtained from GdFeCo thin films grown on Ta revealed the superposition of spin and acoustic waves at close frequencies, i.e., magnetoacoustic resonance. When the GdFeCo film was grown on graphene, the frequency components of the obtained signals were observed to shift to higher frequency regions compared to GdFeCo samples without a graphene interface. This result indicates, for the first time in the literature, spin pumping from a ferrimagnetic GdFeCo thin film to graphene.
Benzer Tezler
- Magnetik heterotabakaların fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of physical properties of magnetic heterolayers
BARIŞ ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYBEY MOĞULKOÇ
- Spintronic devices for wireless communication,memory, and analog applications
Kablosuz haberleşme, hafıza, ve analog uygulamalar için spintronik aygıtlar
MESUT ATASOYU
Doktora
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL SERDAR ÖZOĞUZ
- Electro-magnetic properties and phononic energy dissipation in graphene based structures
Grafen tabanlı yapılarda elektronik-manyetik özellikler ve fononik enerji yitimi
HALDUN SEVİNÇLİ
Doktora
İngilizce
2008
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Bölümü
PROF. SALİM ÇIRACI
- Nanoelectronics and spintronics with dirac materials: spin properties of graphene, topological insulators, and weyl semimetals
Dirac malzemeleri ile nanoelektronik ve spintronik: grafen, topolojik yalıtkan ve weyl yarı metallerinin özellikleri
ALI ASGHARPOUR
Doktora
İngilizce
2020
Fizik ve Fizik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. İNANÇ ADAGİDELİ
- Size modulation and defects in graphene based ribbons: Magnetism and charge confinement
Grafin tabanlı malzemelerde kalınlıksal çesitlendirmeler ve ağ örgü delikleri: Manyetizma ve yük yoğunlaşması
MEHMET TOPSAKAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiNanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SALİM ÇIRACI