Nucleation of skyrmioniums and their dynamics in the presence of defects
Skyrmıoniumların oluşturulması ve kusurlar ile etkileşimlerinin incelennmesi
- Tez No: 826837
- Danışmanlar: PROF. DR. BULAT RAMİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 67
Özet
Bu tez, skyrmionium'un manyetik çoklu katmanlardaki dinamikleri üzerine kapsamlı bir çalışma sunmaktadır. Araştırma, öncelikle arayüz pürüzlülüğünün ve suni kusurlarının skyrmionium'un hareketi üzerindeki etkilerini anlamaya odaklanmıştır. Araştırmanın deneysel kısmı, çok katmanlı bir numunenin arayüz pürüzlülüğünü analiz etmek için X-ışını Yansıtma (XRR) tekniği kullanılmıştır. XRR sonuçlarından ölçülen pürüzlülük değerinin simülasyonlarda pürüzlülük ve skyrmioniumlar arasındaki etkileşimleri araştırmak için kullanılmıştır. Simülasyonlar, skyrmionium'un pürüzlülük ile karakterize edilen bir yüzey üzerindeki hareketini incelemek için yürütülmüştür. Simülasyonlar, tanelerin boyutunu ve dağılımını sabit tutarken ortalama tepe yükseklikleri için her simülasyonda değiştirilmiştir. Sonuçlar, tepe yüksekliği arttıkça skyrmionium'un bir bir taneden diğerine“sürünmeye”başladığını göstermiştir. Çalışma daha sonra odağını, tasarlanmış kusurların skyrmionium üzerindeki etkisini araştırmaya kaydırmıştır. Sonuçlar, z eksenindeki 0,1 nm derinliğie sahip bir kusurun bile düşük akım yoğunluklarında skyrmionium'un hareketini engelleyebileceğini göstermiştir. Kusur derinliği arttıkça, hareket için gerekli olan kritik akım yoğunluğu da artmış ve 0.3 nm kusur derinliğinde belli bir kritik akım değerine kadar skyrmionium kusur içinden geçerken skyrmion'a dönüştüğü görülmüştür. Bununla birlikte, kusur derinliği 0,4 nm'ye çıkarıldığında, kusur içindeki efektif alandaki artış ve nedeniyle skyrmionium'un kusur içinden her geçisinde skyrmiona dönüştüğü gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, bir skyrmionium'un bu kusuru dönüşmeden geçmesi için daha yüksek bir akım yoğunluğuna ihtiyaç vardır. Bununla birlikte, daha büyük derinliklerde, akım yoğunluğunun arttırılması yalnızca skyrmionium'un deformasyonuna yol açacaktır. Bu nedenle, bu modelde geçiş süreci için üst sınır, 0,4 nm'lik bir kusur derinliğidir.
Özet (Çeviri)
This thesis presents a comprehensive study on the dynamics of skyrmionium in magnetic multilayers. The research is primarily focused on understanding the effects of interface roughness and engineered defects on the motion of skyrmionium. The experimental part of the research involves the use of X-ray Reflectivity (XRR) to analyse the interface roughness of a multilayered sample. Roughness height measured from the XRR results were used in the simulations to investigate the interactions between random roughness and skyrmioniums. The numerical simulations are conducted to study the motion of skyrmionium over a surface characterized by random roughness. The simulations are performed for varying average peak heights while keeping the size and distribution of the grains constant. The results show that as the grain height increases, the skyrmionium starts to“creep”from one grain to another, moving from one potential well to another. The study then shifts its focus to investigate the effect of engineered defects on the skyrmionium. The results show that even a minor disturbance of 0.1 nm in the z-axis can hinder the skyrmionium's motion at low current densities. As the defect depth increases, the critical current density required for motion also rises, but no transformation occurs until a depth of 0.3 nm is reached. At this depth, a transformation to a skyrmion is observed within a certain range of current densities. However, as the defect depth increases to 0.4 nm, the skyrmionium can no longer pass through the defect as itself due to the amplified change in the effective field within the defect and the increased repulsive forces exerted by its walls. Consequently, a higher current density is needed for a skyrmionium to traverse this defect without transforming. However, at greater depths, increasing the current density will only lead to deformation of the skyrmionium. Therefore, in this model, the upper limit for the transition process is a defect depth of 0.4 nm. The findings from this research could have significant implications for the design and development of future magnetic storage devices.
Benzer Tezler
- Kromit cevherinin bazalt esaslı işlenebilir cam-seramiklere etkileri
The effects of chromite ore on basalt based machinable glass-ceramics
TURHAN BAŞARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EDİZ ERCENK
- Deducing the role of functionalizing macromolecules in the nucleation of colloidal nanoparticles
Fonksiyonelleştirici makromoleküllerin koloide nanoparçacık oluşumundaki rolünün aydınlatılması
ECE ALPASLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Polimer Bilim ve TeknolojisiSabancı ÜniversitesiDOÇ. DR. CLEVA WAN OW YANG
- Durgun ortam tek kristal sisteminde çeşitli safsızlıkların borik asit ve boraks pentahidratın nüklei oluşumuna ve büyümesine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of various impurities on nuclei formation and growth of boric acid and borax pentahydrate in the steady single crystal system
FESİH ATKU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiSiirt ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİL DEMİR
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET ŞAKİR ECE
- Role of intrinsic carbon in copper and its hydrogen-assisted depletion during growth of graphene by chemical vapor deposition
Grafen büyütmede bakırdaki içsel karbonun ve hidrojen yardımıyla tüketilmesinin rolü
MOHAMMAD HADI KHAKSARAN
Doktora
İngilizce
2019
Bilim ve TeknolojiSabancı ÜniversitesiFitoterapi Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. İSMET İNÖNÜ KAYA
- Bombyx mori posterior ipek bezinde, otofaji mekanizmasında rol alan otofaji bağlantılı gen ATG6'nın susturulmasının apoptotik sürece etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of silencing the autophagy-related gene ATG6 on the apoptotic process in the Bombyx mori posterior silk gland
BÜŞRA GÜNAY