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Röntgen- und Vektor-MOKE-Untersuchung ... - AG Wollschläger

Röntgen- und Vektor-MOKE-Untersuchung ... - AG Wollschläger

10 2. Theoretische

10 2. Theoretische GrundlagenIn Kap. 2.3.1 werden die verschiedenen MOKE-Arten vorgestellt. Es treten unterschiedlicheEffekte auf, je nachdem wie die Komponenten der Magnetisierung relativ zur Einfallsebenedes Lichts und der Probenoberfläche stehen.Danach werden in Kap. 2.3.2 die Messgrößen Kerr-Winkel und Kerr-Elliptizität vorgestelltund mit der Magnetisierung verknüpft.In Kap. 2.3.3 wird der Einfluss des quadratischen MOKE behandelt. Es wird ein Verfahrenzur Separation des quadratischen Anteils vorgestellt.Abschließend wird in Kap. 2.3.4 gezeigt, wie sich die einzelnen Komponenten des Magnetisierungsvektorsbestimmen lassen.2.3.1. Die MOKE-ArtenMMMPolarLongitudinalTransversalPMOKE LMOKE TMOKEAbbildung 2.8: Schematische Darstellung der MOKE-Arten. Je nachdem wie dieMagnetisierung relativ zur Einfallsebene des Lichts und der Probenoberfläche steht,tritt PMOKE, LMOKE oder TMOKE auf.Es gibt grundsätzlich drei verschiedene MOKE-Arten abhängig von der Lage der Magnetisierungrelativ zur Probenoberfläche und der Einfallsebene des Lichts (vgl. Abb.2.8):• Polarer MOKE (PMOKE)Beim polaren MOKE steht die Magnetisierung senkrecht zur Probenoberfläche(out-of-plane) und parallel zur Einfallsebene des Lichts. Er verursacht eine Drehungder Polarisationsrichtung und das eingestrahlte linear polarisierte Licht wird nachder Reflexion elliptisch. Der Einfallswinkel des Lichts beeinflusst die Stärke desPMOKE. Je kleiner der Einfallswinkel zum Lot, umso stärker wird der PMOKE.• Longitudinaler MOKE (LMOKE)Mithilfe des longitudinalen MOKE wird die Magnetisierung parallel zur Oberfläche(in-plane) und parallel zur Einfallsebene des Lichts untersucht. Der LMOKEverursacht genauso wie der PMOKE eine Drehung der Polarisation und eine Änderungder Elliptizität. Er ist ebenfalls von Einfallswinkel abhängig. Anders als

2.3. Magnetooptischer Kerr-Effekt (MOKE) 11beim PMOKE nimmt die Stärke des LMOKE aber bei kleineren Einfallswinkelnzum Lot hin ab.• Transversaler MOKE (TMOKE)Der transversale MOKE tritt auf, wenn die Magnetisierung parallel zur Oberfläche(in-plane) und senkrecht zur Einfallsebene des Lichts steht. Beim TMOKE wirddie Polarisation des Lichts nicht geändert. Es verändert sich die Intensität desreflektierten Lichts.Der Magnetisierungsvektor kann beim Ummagnetisierungsprozess in anderen Raumrichtungenals der hier beschriebenen liegen. Es treten dann Mischungen der Effekte auf. Vorallem muss beachtet werden, dass PMOKE und LMOKE die Polarisation auf die gleicheWeise beeinflussen und so eine mögliche Kombination der beiden Effekte gemessen wird.Durch geschicktes Verrechnen lassen sich die Effekte im Nachhinein voneinander trennen(s. Kap. 2.3.4). Mit dem in dieser Arbeit verwendeten Aufbau lässt sich der TMOKEnicht detektieren. Im Folgenden wird dieser deshalb nicht weiter diskutiert. Die senkrechtzur Einfallsebene liegende Komponente der Magnetisierung kann trotzdem durcheinen Umbau der Versuchsanordnung bestimmt werden (s. Kap. 3.3).2.3.2. Kerr-Winkel und Kerr-ElliptizitätincKrefincref,max Kref,minAbbildung 2.9: Die lineare Eingangspolarisation (blau) wird nach der Reflexiongedreht und elliptisch (rot). Θ K entspricht dem Differenzwinkel der Polarisationsachsen.Der Elliptizitätswinkel ǫ K lässt sich über die Achsen der Ellipse bestimmenund ist ein Maß für die Elliptizität.Die messbaren Größen im verwendeten Versuchsaufbau sind der Kerr-Winkel Θ K unddie Kerr-Elliptizität e K (vgl. Abb. 2.9). Der Kerr-Winkel gibt an, wie stark sich die

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