Rétegződés, domének és atomi mozgás ultravékony rétegszerkezetekben

Hasonló dokumentumok
Kerámia-szén nanokompozitok vizsgálata kisszög neutronszórással

Periodikus struktúrák előállítása nanolitográfiával és vizsgálatuk három dimenzióban

ÓRIÁS MÁGNESES ELLENÁLLÁS

Nanoskálájú határfelületi elmozdulások és alakváltozások vizsgálata szinkrotron- és neutronsugárzással. Erdélyi Zoltán

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

Merőleges anizotrópiájú ötvözetfilmek és a mágneses szerkezet ionsugaras kialakítása

Geometriai és hullámoptika. Utolsó módosítás: május 10..

Megoldások. ξ jelölje az első meghibásodásig eltelt időt. Akkor ξ N(6, 4; 2, 3) normális eloszlású P (ξ

MAGNETIC PHASE AND DOMAIN EVOLUTION OF

Matematika A3 Valószínűségszámítás, 5. gyakorlat 2013/14. tavaszi félév

PhD értekezés MÁGNESES VÉKONYRÉTEGEK VIZSGÁLATA ÉS MÓDOSÍTÁSA. Merkel Dániel Géza

NEVEZETES FOLYTONOS ELOSZLÁSOK

Z v 1 (t)v 2 (t τ)dt. R 12 (τ) = 1 R 12 (τ) = lim T T. ill. periódikus jelekre:

Optikai spektroszkópia az anyagtudományban 8. Raman spektroszkópia Anizotrópia IR és Raman spektrumokban

Valószínűségi változók. Várható érték és szórás

ORVOSI BIOFIZIKA. Damjanovich Sándor Mátyus László QT Szerkesztette

(Independence, dependence, random variables)

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

A Föld középpontja felé szabadon eső test sebessége növekszik, azaz, a

Statisztika - bevezetés Méréselmélet PE MIK MI_BSc VI_BSc 1

Doktori értekezés tézisei A MÁGNESEZETTSÉG IRÁNYÁNAK MEGHATÁROZÁSA ELLIPTIKUSAN POLÁROS REZONÁNS FOTONOKKAL. Tanczikó Ferenc

Szilárdtestek mágnessége. Mágnesesen rendezett szilárdtestek

Vázlatos tartalom. Szerkezet jellemzése és vizsgálata Szilárdtestek elektronszerkezete Rácsdinamika Transzportjelenségek Mágneses tulajdonságok

Fényérzékeny amorf nanokompozitok: technológia és alkalmazásuk a fotonikában. Csarnovics István

Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

Óriás mágneses ellenállás multirétegekben

Statisztika I. 12. előadás. Előadó: Dr. Ertsey Imre

Fúziós kutatások a BME Nukleáris Technikai Intézetében

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

Abszorpciós spektroszkópia

egyenletesen, és c olyan színű golyót teszünk az urnába, amilyen színűt húztunk. Bizonyítsuk

Mágnesség, spinszelepek

Általánosan, bármilyen mérés annyit jelent, mint meghatározni, hányszor van meg

e (t µ) 2 f (t) = 1 F (t) = 1 Normális eloszlás negyedik centrális momentuma:

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Hatvány, gyök, normálalak

A Markovi forgalomanalízis legújabb eredményei és ezek alkalmazása a távközlő hálózatok teljesítményvizsgálatában

Készítette: Fegyverneki Sándor

Fizikai Szemle MAGYAR FIZIKAI FOLYÓIRAT

Dekonvolúció a mikroszkópiában. Barna László MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet Nikon-KOKI képalkotó Központ

Mérés spektroszkópiai ellipszométerrel

Statisztikai módszerek a skálafüggetlen hálózatok

GROVER-algoritmus. Sinkovicz Péter. ELTE, MSc II dec.15.

Fázisátalakulások, avagy az anyag ezer arca. Sasvári László ELTE Fizikai Intézet ELTE Bolyai Kollégium

A HŐMÉRSÉKLET ÉS A CSAPADÉK HATÁSA A BÜKK NÖVEKEDÉSÉRE

Univerzalitási osztályok nemegyensúlyi rendszerekben, Ódor Géza

-2σ. 1. A végtelen kiterjedésű +σ és 2σ felületi töltéssűrűségű síklapok terében az ábrának megfelelően egy dipól helyezkedik el.

Szélesszögű spektroszkópiai ellipszométer fejlesztése és alkalmazása napelem-technológiai ZnO rétegek vizsgálatára

Modern Fizika Labor. 5. ESR (Elektronspin rezonancia) Fizika BSc. A mérés dátuma: okt. 25. A mérés száma és címe: Értékelés:

1/1. Házi feladat. 1. Legyen p és q igaz vagy hamis matematikai kifejezés. Mutassuk meg, hogy

Biomatematika 2 Orvosi biometria

Biomatematika 12. Szent István Egyetem Állatorvos-tudományi Kar. Fodor János

Gazdasági matematika II. vizsgadolgozat megoldása A csoport

A gradiens törésmutatójú közeg I.

Fluktuáló terű transzverz Ising-lánc dinamikája

Biometria az orvosi gyakorlatban. Korrelációszámítás, regresszió

VÉKONYRÉTEGEK ÉS ELŐÁLLÍTÁSUK

Compton-effektus. Zsigmond Anna. jegyzıkönyv. Fizika BSc III.

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Bevezetés a biometriába Dr. Dinya Elek egyetemi tanár. PhD kurzus. KOKI,

Megoldások MATEMATIKA II. VIZSGA (VK) NBT. NG. NMH. SZAKOS HALLGATÓK RÉSZÉRE (Kérjük, hogy a megfelelő szakot jelölje be!

11. Egy Y alakú gumikötél egyik ága 20 cm, másik ága 50 cm. A két ág végeit azonos, f = 4 Hz

Az elektromágneses hullámok

Véletlen jelenség: okok rendszere hozza létre - nem ismerhetjük mind, ezért sztochasztikus.

Eseményalgebra. Esemény: minden amirl a kísérlet elvégzése során eldönthet egyértelmen hogy a kísérlet során bekövetkezett-e vagy sem.

Optika gyakorlat 6. Interferencia. I = u 2 = u 1 + u I 2 cos( Φ)

Előzmények. a:sige:h vékonyréteg. 100 rétegből álló a:si/ge rétegrendszer (MultiLayer) H szerepe: dangling bond passzíválása

Hidrogénezett amorf Si és Ge rétegek hőkezelés okozta szerkezeti változásai

Hajder Levente 2017/2018. II. félév

Tartalom. Tartalom. Anyagok Fényforrás modellek. Hajder Levente Fényvisszaverési modellek. Színmodellek. 2017/2018. II.

Fotoindukált változások vizsgálata amorf félvezető kalkogenid arany nanorészecskéket tartalmazó rendszerekben

Világító diódák emissziójának szimulációja Monte Carlo sugárkövetés módszerével

A kálium-permanganát és az oxálsav közötti reakció vizsgálata 9a. mérés B4.9

Kutatóegyetemi Kiválósági Központ 1. Szuperlézer alprogram: lézerek fejlesztése, alkalmazásai felkészülés az ELI-re Dr. Varjú Katalin egyetemi docens

Elméleti összefoglaló a Valószín ségszámítás kurzushoz

A mérési eredmény megadása

Abszolút folytonos valószín ségi változó (4. el adás)

Elektrooptikai effektus

BIOMATEMATIKA ELŐADÁS

A következő feladat célja az, hogy egyszerű módon konstruáljunk Poisson folyamatokat.

10. mérés. Fényelhajlási jelenségek vizsgála

9. évfolyam. Osztályozóvizsga tananyaga FIZIKA

Nagy számok törvényei Statisztikai mintavétel Várható érték becslése. Dr. Berta Miklós Fizika és Kémia Tanszék Széchenyi István Egyetem

1. dolgozat Számítógéppel segített matematikai modellezés "A" változat 2009 október 20, kedd

Matematika III. 5. Nevezetes valószínűség-eloszlások Prof. Dr. Závoti, József

Számítógépes döntéstámogatás. Statisztikai elemzés


17. Diffúzió vizsgálata

Elektromágneses hullámok - Interferencia

Statisztika I. 11. előadás. Előadó: Dr. Ertsey Imre

Modern Fizika Labor Fizika BSC

biometria II. foglalkozás előadó: Prof. Dr. Rajkó Róbert Matematikai-statisztikai adatfeldolgozás

Optika gyakorlat 1. Fermat-elv, fénytörés, reflexió sík és görbült határfelületen

6 x 2,8 mm AGYAS LÁNCKEREKEK 04B - 1 DIN ISO/R 606. Osztás 6,0 Bels szélesség 2,8 Görg átmér 4,0

- abszolút törésmutató - relatív törésmutató (más közegre vonatkoztatott törésmutató)

A sugárzás és az anyag kölcsönhatása. A béta-sugárzás és anyag kölcsönhatása

ä ä

Pótlap nem használható!

Átírás:

Rétegződés, domének és atomi mozgás ultravékony rétegszerkezetekben Sajti Szilárd NAO, Funkcionális Nanostruktúrák Kutatócsoport MTA Wigner FK Simonyi-nap 2014. október 16.

Vékonyréteg rendszerek Félvezető eszközök Merevlemezek Napelemek Optikai elemek

Reflektometria Látható fény: ellipszometria Röntgen, neutron: - rövidebb hullámhossz vékonyabb rétegek - fémes eltemetett rétegek is - törésmutató kicsi, ezért csak súroló beesésben mérhető, Neutron, és magrezonáns röntgen: - mágneses rétegek is vizsgálhatóak, - izotópérzékenység

Reflektometria: válfajok Spekuláris reflektometria: nukleáris ill. mágneses mélységprofil Off-spekuláris szórás: Laterális inhomogenitások a beesési síkban: felületi érdesség, mágneses és szerkezeti tulajdonságok Súrlodó beeséses kisszögű szórás: Laterális inhomogenitások a beesési síkra merőlegesen, nagyobb felbontás.

Spekuláris reflektometria ΔQ=2π/D D ΔQ=2π/d d

Anyagtudományi alkalmazások Diffúzió Fe-diffúzió Fe/Pd izotópperiodikus multirétegekben Rétegződés Szupertükör Mágneses doménkorrelációk

Fe-diffúzió FePd izotópperiodikus multirétegben MgO/Cr/Pd[ Nat Fe 0,47 Pd 0,53 / 57 Fe 0,47 Pd 0,53 ] 10 /Pd 57 Fe Nat Fe FitSuite szimulációk

Fe-diffúzió 57 FePd/FePd izotóp multirétegben MgO/Cr/Pd[ nat Fe 0,47 Pd 0,53 / 57 Fe 0,47 Pd 0,53 ] 10 /Pd Készült: RMKI MBE Diffusion (m 2 /s) 2.61028E-23 4.78089E-25 8.75651E-27 1.60381E-28 fcc L1 0 c axis Fe x100 Bragg-csúcs intenzitás 57 Fe-profil 0.0012 0.0013 0.0014 0.0015 0.0016 0.0017 1/T Diffúziós együttható

Szupertükör Neutron szupertükrök: folytonosan változó rétegvastagság csúcsok helyett plató Alkalmazás: neutronvezető optikák, nyalábhajlítók, polarizátorok, sávszűrők

Rétegnövekedés polarizáló neutron szupertükör porlasztásakor (Mirrotron Kft)

Rétegnövekedés modellezése

Szupertükör TEM

Mágneses doménszerkezet AF-csatolt multirétegekben Fe Cr Fe Cr Fe Cr Fe Fe-rétegek mágnesezettsége:

Mágneses doménszerkezet AF-csatolt multirétegekben Fe-domének mágnesezettsége:

Doménmintázatok és off-spekuláris reflektogramok külső mágneses térben M. Major et al. FRM-II NREX+ MgO/ [Fe/Cr] 20

Off-spekuláris reflektometria K Ψ off e ik r Ψ in e ikr k k k α in k α out Off-spekuláris intenzitás: A domén-domén korrelációs függvény Fourier-transzformáltja: L. Deák et al. Phys. Rev. B 76 (2007) 224420

Mi a korrelációs függvény?

Korreláció = összefüggés, Mi a korreláció? viszony két vagy több dolog között

Korreláció, mint matematikai művelet: f(x) Mi a korreláció? f(x) g(x) h(x) g(x) Miként számoljuk h-t az y helyen: f(x) g(x+y) f(x) g(x+y) dx f(x) g(x+y)

Mi a korrelációs függvény? Korreláció, mint matematikai művelet eredményét nevezzük korrelációs függvénynek f(x) g(x) h(x)

Mi a korrelációs függvény? = A korreláció összeveti az összekorreláltatott függvényeket

Korreláció és off-spekuláris szórás spekuláris off-spekuláris Magasság-magasság (auto-)korrelációs függvény: C zz (R) = z(x) z(x) z(x) Korrelációs hossz ( ): amely méret felett a magasság véletlenszerű

A korrelációs függvény, és paraméterei meghatározása a cél A visszavert hullámok terjedési irányeloszlását a határfelület meredekségeloszlása határozza meg.

A korrelációs függvény, és paraméterei meghatározása a cél A visszavert hullámok terjedési irányeloszlását a határfelület meredekségeloszlása határozza meg. A határfelület meredekségeloszlását a magasság-magasság autokorrelációs függvény Fourier-transzformáltja határozza meg, ezt mérjük az off-spekuláris szórással. (Wiener-Hincsin tétel)

Különböző rétegek közötti (kereszt-)korrelációk P. Müller-Buschbaum Lect. Not. Phys. 776, 61-89 (2009) A különböző határfelületekről visszaverődött hullámok interferenciáját befolyásolja.

Off-spekuláris reflektometria leírása K Ψ off e ik r Ψ in e ikr k k k α in k α out Off-spekuláris intenzitás: A domén-domén korrelációs függvény Fourier-transzformáltja: A domén típus a szórási hosszsűrűség mátrixszal (mágnesezettség is benne van) jellemezhető L. Deák et al. Phys. Rev. B 76 (2007) 224420

Domén-domén korrelációs függvények Szórási hosszsűrűség az l-edik rétegben: Annak a valószínűsége, hogy 1 pont az l-edik a -edik doméntípushoz tartozik: 1 0 1 0

Egy rétegen belüli domén-domén korrelációs függvények p(n,r) annak a valószínűsége, hogy n adott típusú doménhez tartozó falat metszünk egy r hosszúságú szakasszal az l-edik rétegben. r

Egy rétegen belüli domén-domén korrelációs függvények p(n,r) annak a valószínűsége, hogy n adott típusú doménhez tartozó falat metszünk egy r hosszúságú szakasszal az l-edik rétegben. Pl.: Feltételezve, hogy p(n,r) Poisson eloszlású és <n>=(κr) 2h r

Egy rétegen belüli domén-domén korrelációs függvények p(n,r) annak a valószínűsége, hogy n adott típusú doménhez tartozó falat metszünk egy r hosszúságú szakasszal az l-edik rétegben. Pl.: Feltételezve, hogy p(n,r) Poisson eloszlású és <n>=(κr) 2h

Egy rétegen belüli domén-domén korrelációs függvények p(n,r) annak a valószínűsége, hogy n adott típusú doménhez tartozó falat metszünk egy r hosszúságú szakasszal az l-edik rétegben. Pl.: Feltételezve, hogy p(n,r) Poisson eloszlású és <n>=(κr) 2h A ponteloszlások közül a Poisson ponteloszlás a legvéletlenszerűbb

Mágnesesen erősen csatolt multirétegek Ha P l,l ( ) adja meg az l -edik rétegben annak a doménnek az indexét, amely az l-edik rétegben a -edik típusú doménnek felel meg, akkor

Mágnesesen erősen csatolt multirétegek Ha P l,l ( ) adja meg az l -edik rétegben annak a doménnek az indexét, amely az l-edik rétegben a -edik típusú doménnek felel meg, akkor

Antiferromágnesesen csatolt MgO/ [Fe/Cr] 20 multiréteg rendszer illesztése egyszerű exponenciális korrelációs függvénnyel = 2603 11 Å = 5887 18 Å M. Major et al. FRM-II NREX+ FitSuite (www.fs.kfki.hu)

Antiferromágnesesen csatolt struktúrált multiréteg rendszer (A. Ioffe) N. Ziegenhagen et al. Phys. B 335 (2003) 50, Jülich HADAS

Antiferromágnesesen csatolt struktúrált multiréteg rendszer (A. Ioffe) N. Ziegenhagen et al. Phys. B 335 (2003) 50, Jülich HADAS

Antiferromágnesesen csatolt struktúrált multiréteg rendszer (A. Ioffe) N. Ziegenhagen et al. Phys. B 335 (2003) 50, Jülich HADAS

Antiferromágnesesen csatolt struktúrált multiréteg rendszer (A. Ioffe) N. Ziegenhagen et al. Phys. B 335 (2003) 50, Jülich HADAS

Antiferromágnesesen csatolt struktúrált multiréteg rendszer (A. Ioffe) 8 mágneses doméntípus + 4 a légrés miatt

K K K Mérés: N. Ziegenhagen et al. Phys. B 335 (2003) 50, Jülich HADAS Szimuláció: Sajti, FitSuite

Összefoglalás A napjainkban egyre nagyobb jelentőségűek a nanotechnológia termékei. A funkcionális nanostruktúrák, ezen belül a vékonyrétegek tanulmányozásában kiemelkedő szerepe van az általunk művelt neutron, röntgen-, és rezonáns röntgenreflekto-metriának. Kutatócsoportunk elmúlt öt évének vizsgálatai közül három példát említettem, a diffúziót, a rétegnövekedést és a mágneses doménkorrelációt, ahol a jelenség megértésében a reflektometriai módszereknek és az általam az elmúlt 10 év során kifejlesztett FitSuite kiértékelő programrendszer szerepe lényeges volt.

Lipid membránok vizsgálata Phospholipase A2 (PLA2) hatása egy kettős lipid rétegre H.P. Wacklin et al. / Biochimica et Biophysica Acta 1768 (2007) 1036 1049

Doménmintázatok külső térben: B 1 B 2 <B 1

Domén-domén korrelációs függvények 1 0 1 0 1 0

Domén-domén korrelációs függvények

Domén-domén korrelációs függvények 2 réteg, 2 domén típus:

Domén-domén korrelációs függvények 2 réteg, 2 domén típus:

Domén-domén korrelációs függvények 2 réteg, 2 domén típus:

Domén-domén korrelációs függvények 2 réteg, 5 domén típus:

Domén-domén korrelációs függvények

Domén-domén korrelációs függvények A rétegek közti korrelációs függvények száma nem változott.

n-reflektometria FePd multirétegben FitSuite illesztett mérési eredmények