Student: Onderková Kristýna
Vedoucí: Mgr. Ing. Oleg Heczko, Dr. (Fyzikální ústav Akademie věd ČR)
Konzultant: Doc. RNDr. Pavel Kocán, Ph.D.
Stav práce: obhájená
Abstrakt:
Ve ferromagnetických Heuslerových slitinách s obecným složením Ni-Mn-Ga jsou martensitické zdvojčatělé mikrostruktury vzniklé spontánní transformací z kubické do nízko-symmetrické fáze klíčové pro skupinu jevů souhrně nazývanou jevy magnetické tvarové paměti a pro magnetokalorický jev. Všechny tyto multiferroické jevy mohou najít potenciální uplatnění jak na mikroškále, tak v makrosvětě. Ačkoliv jsou martensitické mikrostruktury obecně dobře toereticky popsány, chybí řádné a detailní porovnání s experimentem, především vliv velikosti vzoků a vnějších omezení na tvorbu specifických martensitických mikrostruktur. Proto je významné porovnávat chování tenkých filmů (preferenčně epitaxiálních) a objemových monokrystalů.
Cílem práce je navržení vhodných postupů k přípravě ideálních povrchů vhodných k detailnímu pozorování jak martensitické zdvojčatělé mikrostruktury, tak magnetických domén a jejich studium. Vhodným nástrojem pro studium těchto mikrostuktur je rastrovací elektronový mikroskop v součinnosti s dalšími pozorovacími metodami jako je optická a silová mikroskopie (AFM/MFM). Pro přípravu tenkých filmů předpokládáme spolupráci s IFW Dresden a FÚUK MFF.
Hlavní náplní práce bude příprava povrchů tenkých filmů připravených naprašováním a objemových monokrystalů Ni-Mn-Ga vhodných pro pozorování martensitické mikrostruktury a studium těchto povrchů pomocí různých mikroskopických metod. Na základě experimentů bude diskutován vliv mikrostruktury na multiferroické (kombinující ferroelastické a ferromagnetické) chování Ni-Mn-Ga. Výsledky práce budou přímo publikovatelné v odborném tisku.
Zásady pro vypracování
1) Příprava povrchů Ni-Mn-Ga filmů a objemových monokrystalů vhodných pro pozorování pomocí SEM a AFM/MFM a v optickém mikroskopu (polarizační a Nomarski kontrast).
2) Studium literatury a výběr nejvhodnějších pozorovacích metod pro martensitické mikrostruktury.
3) Zvládnutí různých dostupných technik řádkovací elektronové mikroskopie a optické mikroskopie pro pozorování martensitické mikrostruktury jak tenkých filmů, tak i objemových vzorků.
4)Korelace pozorovaných martensitických mikrostruktur vzniklých fázovou transformací a pod vlivem mechanické síly a magnetického pole s rengenovskou difrakcí a magnetickými měřeními.
5) Zpracování a diskuze výsledků.
Seznam odborné literatury
[1] C. J. Chen, Introduction to Scanning Tunneling Microscopy, Oxford Univ. Press, Oxford 1993, 2008.
[2] B. Voigtlaender, Atomic Force Microscopy and Scanning Tunneling Microscopy, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2015.
[3] L. Reimer, Scanning Electron Microscopy Physics of Image Formation and Microanalysis, ISBN: 978-3-642-08372-3 Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg 1985, 1998 (vybranné kapitoly).
[4] Nanoscale Magnetic Materials and Applications, Editors: J. P. Liu, E. Fullerton, O. Gutfleisch, D. J. Sellmyer, Springer, ISBN 978-0-387-85598-1, 2009 (Chapter 14: O. Heczko, N. Scheerbaum, and O. Gutfleisch, Magnetic Shape Memory Phenomena, pp. 399).
[4] O. Heczko, L. Klimša, J. Kopeček, Direct observation of a-b twin laminate in monoclinic five-layered martensite of Ni-Mn-Ga magnetic shape memory single crystal, Scripta Materialia 131, 76–79, 2017.
[5] Případné další články v odborných časopisech podle doporučení vedoucího práce.