FeCo Manyetik İnce Filmlerinde Spin Dinamiklerinin Araştırılması
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, FİZİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2026
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: TUĞÇE BOZDAĞ
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Halime Gül Yağlioğlu
Eş Danışman: Eyüp Duman
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Manyetik malzemelerde ultrahızlı lazer darbeleriyle uyarım sonrasında, ilk birkaç yüz femtosaniye içinde mıknatıslanmanın ani bir şekilde azalması gözlenir; bu olgu ultrahızlı demanyetizasyon olarak bilinmektedir. Manyetik malzemelerin ultra hızlı spin dinamikleri üzerine yapılan çalışmaların yetersizliğinden dolayı literatürde ilk kez FexCo(1-x) alaşımlarının ultra hızlı spin dinamikleri bu tez kapsamında araştırılmış ve yorumlanmıştır. Bu bağlamda FeCo alaşımları yüksek manyetik momentleri, düşük Gilbert sönümleme faktörleri, ayarlanabilir Curie sıcaklıkları ve komposizyona bağlı spin-yörünge çiftleniminin dayanımları nedeniyle önemli bir araştırma potansiyeli sunmaktadır. Bu tez çalışmasında, co-sputter yöntemiyle Fe30Co70, Fe40Co60 ve Fe50Co50 ince filmleri üretilmiştir. İnce filmlerin yapısal, manyetik, morfolojik ve kimyasal özellikleri sırasıyla GI-XRD, VSM ve SEM-EDX teknikleriyle karakterize edilmiştir. Kompozisyonun demanyetizasyon verimliliği ve zaman ölçekleri üzerindeki etkisi ise, ultrahızlı pompa-gözlem spektroskopisine dayalı zaman-çözünürlüklü manyeto-optik Kerr etkisi (TR-MOKE) tekniği ile incelenmiştir. Deneysel TR-MOKE verilerinin üç sıcaklık modelinin (3TM) analitik çözümünden elde edilen FeCo ince filmlerinin demanyetizasyon süresinin 300 ile 500 fs arasında değiştiği bulunmuştur. Bu değerler, diğer geçiş metalleriyle karşılaştırıldığında daha yavaştır. Bu gözlem, incelenen FeCo ince filmlerinin düşük Gilbert sönümleme katsayısına atfedilmiştir. Ayrıca τm ve τe değerleri, artan lazer akısı ile birlikte artmıştır. Bu iki gözlemden, FeCo ince filmlerinde ultra hızlı demanyetizasyondan sorumlu temel mekanizmanın ağırlıklı olarak spin–flip süreci tarafından yönetildiği sonucuna varılmıştır. Ayrıca, deneysel sonuçlar ve bunların teorik analizleri, FeCo ince filmlerinin kompozisyonunun değiştirilmesinin ultrahızlı demanyetizasyon zaman profilini yalnızca hafifçe etkilediğini, ancak ultrahızlı anahtarlama uygulamaları için önemli parametrelerden biri olan demanyetizasyon verimliliğini önemli ölçüde değiştirdiğini ortaya koymuştur. Bu nedenle, incelenen ince filmler arasında Fe30Co70'in ultrahızlı anahtarlama uygulamalarında kullanılma potansiyeline sahip olduğu sonucuna varılabilir.