Grafen/Ferrimagnet Arayüzlerinde Spin Dinamiklerinin Ultrahızlı Optik Yöntemlerle Araştırılması
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2026
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: FATİME GÜLŞAH AKÇA
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Halime Gül Yağlioğlu
Eş Danışman: Eyüp Duman
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.