Doktorarbeit_Mairoser.pdf - OPUS - Universität Augsburg

10. Wachstum epitaktischer EuO-Filme durch topotaktische Transformation
Schicht Dicke Rauigkeit
Ti 120 nm 19,5 nm
EuO 9,81 nm 0,79 nm
YAlO 3 – 0,63 nm
Tabelle 10.2.: Schichtdicken und Rauigkeiten der Probe THM_EuO_52, die aus den Simulationsparametern
zur Reflektometrie-Kurve in Abbildung 10.13 bestimmt
wurden.
Bestimmung der magnetischen Eigenschaften
Neben den strukturellen Eigenschaften wurden auch die magnetischen Eigenschaften
der Probe THM_EuO_52 untersucht. Für die Curie-Temperatur wurde aus der Messung
des magnetischen Moments in Abhängigkeit der Temperatur im Nullfeld ein Wert
von 70 ± 1 K bestimmt (Abbildung 10.14 (a)). Dieser typische Wert für T C von EuO
ist auch typisch für die gesputterten EuO-Filme. Wie bereits erwähnt, wurde teilweise
für Proben, die bei sehr niedrigen Drücken gewachsen wurden, eine Erhöhung von T C
auf bis zu 105 K beobachtet. Dies war aber nicht reproduzierbar.
Die Sättigungsmagnetisierung beträgt M sat = 6,5 + 0,8 − 0,5 µ B/Eu-Ion und das Koerzitivfeld
50±10 G. Berechnet wurde M sat aus dem Messwert des magnetischen Moments
in der Einheit emu, der Dicke der Probe von d = 9,81 nm sowie der Breite und der
Länge von b = 4,84 mm bzw. l = 9,98 mm nach Gleichung 2.18. Die einzelnen Messpunkte
der M(µ 0 H)-Messung wurden durch eine Leermessung eines Substrats mit
identischem Einbau korrigiert (Kapitel 2.3.3). 13 Der Wert der Sättigungsmagnetisierung
ist etwas geringer als er zu erwarten wäre (7,0 µ B/Eu-Ion). Gründe dafür können
teilweise oxidierte Bereiche des Films durch das Sägen der Probe sein. So wurde der
Film auf einem 10 mm × 10 mm großen Substrat gewachsen. Da aber Messungen im
SQUID nur eine maximale Probenbreite von etwa 7 mm zulassen, wurde die Probe
halbiert. Trotz der wasserfreien Kühlung mit Isopropanol wird an der Schnittstelle ein
Teil des Filmes oxidiert. Dies wurde in der Fehlerrechnung bereits berücksichtigt (siehe
Fußnote 13). Weiterhin könnte es Ungenauigkeiten in der Bestimmung der Schichtdicke
gegeben haben. Zur Berechnung der Sättigungsmagnetisierung wurde der mittels
Reflektometrie bestimmte Wert für die Schichtdicke herangezogen. Weiterhin kann
die Schichtdicke auch aus der Breite des EuO(002)-Peaks im θ-2θ-Scan abgeschätzt
werden [229]. Hieraus ergibt sich ein Wert von 9,0 nm, 14 was außerhalb der angenom-
13 Zur Fehlerrechnung wurden folgende Fehlertoleranzen für die Größtfehlerabschätzung angenommen:
∆a = 0,001 Å, ∆d = 0,5 nm und ∆m emu = 0,01 · m emu . Die Fehler in der Länge und der
Breite der Probe wurden unterschiedlich angenommen, da durch das Sägen der Probe mit einer
Drahtsäge der Film an der Sägekante oxidiert wird: ∆b − = ∆l − = 0,05 mm, ∆b + = ∆l + = 0,2 mm.
14 Die Filmdicke d wird aus FWHM = 0,885λ
d cos θ
abgeschätzt. Hierbei bezeichnet λ die Wellenlänge der
Röntgenstrahlung, FWHM die Halbwertsbreite des entsprechenden 2θ-Diffraktionspeaks und θ die
Position 2θ 2
des Diffraktionspeak im θ-2θ-Scan [229].
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