aufbau und inbetriebnahme eines hochauflösenden kerr ...

Kapitel 2 ! Theoretische Grundlagen
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2.3 Mikromagnetismus
Als Mikromagnetismus bezeichnet man die kontinuumstheoretische Beschreibung magnetischer
Mikrostrukturen. Hierbei wird der Übergang von der quantenmechanischen, atomistischen
Beschreibung zur makroskopischen Beschreibung, den Ummagnetisierungskurven
der Messungen vollzogen. Das Modell betrachtet Spins nicht mehr im Einzelnen, sondern
geht auf ihre statistische Gesamtheit über, die sich durch ein stetiges Vektorfeld der lokalen
Mittelwerte über die magnetischen Momente beschreiben läßt. Als charakteristische
r
Größe für magnetische Strukturen erhält man den Magnetisierungsvektor M(r
r ) . Dieser
läßt sich für Temperaturen unterhalb der Curietemperatur folgendermaßen darstellen:
r r r r
M( ) = M ⋅ m(
)
( 28 )
S
m r (r
r ) ist hier der Einheitsvektor der Magnetisierungsrichtung, und M S
gibt die Sättigungsmagnetisierung
an.
Die Grundlagen des Mikromagnetismus sind in den Aufsätzen [33, 34, 35, 36] zu finden.
Wir wollen den Mikromagnetismus benutzen, um Domänen, Domänenwände und die
magnetostatische Wechselwirkung zu beschreiben. Als Domänen bezeichnet man Regionen
einheitlicher Magnetisierung, deren Ausmaße auf der atomaren Skala groß sind. Domänenwände
sind die schmalen Bereiche zwischen benachbarten Domänen mit umklappender
Magnetisierung.
Größe und Form der Domänen werden durch die Austauschwechselwirkung, die Anisotropien,
das Streufeld und Wechselwirkungen der Magnetisierung mit einem äußeren magnetischen
Feld bestimmt. Eine weitere wichtige Größe für die Formation und Stabilität von
Domänen ist das Koerzitivfeld H c , dessen Ursache in Defekten, Inhomogenitäten und örtlich
variierenden magnetischen Eigenschaften des Filmes liegt. Bei Betrachtung der statischen
Eigenschaften einer idealen magnetischen dünnen Schicht, kann deren Größe vernachlässigt
werden.
Die Austauschwechselwirkung liefert den Beitrag
E
ex
= A ⋅
∫
V
r
( grad m)
2
dV
( 29 )
wobei A die Austauschsteifigkeit ist, welche aufgrund der Steifigkeit der parallel ausgerichteten
Spins gegenüber kurzwelligen Änderungen ihren Namen trägt.
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