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

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

32. Theoretische

32. Theoretische GrundlagenIn diesem Kapitel werden die zum Verständnis dieser Arbeit nötigen theoretischen Grundlagender verwendeten Messmethoden, des Magnetismus und das untersuchte Materialsystemvorgestellt. Als erstes wird eine Einführung der auf Röntgenstrahlung basierendenUntersuchungsmethoden gegeben. In Kap. 2.1 werden kurz die Grundlagen der Röntgenreflektometrie(XRR) erläutert. Mit dieser Messmethode kann man Schichtdicken bis aufeinige Ångström genau und die Rauheiten zwischen den einzelnen Schichten bestimmen.In Kap. 2.2 wird die Röntgenbeugung (XRD) vorgestellt, welche es ermöglicht die vertikalenKristallitgrößen und die vertikalen Gitterkonstanten von kristallinen Schichten zuermitteln. Ein wesentlicher Unterschied zur Reflektometrie besteht darin, dass bei derReflektometrie eine ganze Schicht gleicher Elektronendichte und bei der Beugung nurder kristalline Anteil betrachtet wird.In Kap. 2.3 werden die Grundlagen des magnetooptischen Kerr-Effekts (MOKE) beschrieben.Grundlage dieses Effekts ist die Änderung des Polarisationszustandes vonlinear polarisiertem Licht nach der Reflexion an einer magnetisierten Probe. Mithilfedes MOKE lassen sich qualitative Aussagen über das Verhalten der Magnetisierung deruntersuchten Schichten treffen und auftretende magnetische Anisotropien untersuchen.In Kap. 2.4 werden die für diese Arbeit relevanten Aspekte des Magnetismus vorgestellt.Dabei handelt es sich um den Ferromagnetismus, die daraus resultierenden Magnetisierungseigenschaftenund die magnetische Anisotropie.Als letztes wird in Kap. 2.5 das verwendete Materialsystem Eisen (Fe) auf Magnesiumoxid(MgO) mit Silizium-Schutzschicht (Si) vorgestellt.2.1. Röntgenreflektometrie (XRR)inck incn 1n 2Abbildung 2.1: Reflexion und Transmission an einer Grenzfläche zwischen zweiMedien mit den Brechungsindizes n 1 und n 2 . Unter einem Winkel α inc treffen Röntgenstrahlenmit dem Wellenvektor ⃗ k inc auf die Grenzfläche. Ein Teil der Strahlungwird unter dem Winkel α trans transmittiert, der Rest wird unter dem Winkel α refreflektiert. Der Streuvektor ⃗q ist definiert als Differenz von ⃗ k ref und ⃗ k inc .qk refkreftranstransMithilfe der Röntgenreflektometrie lassen sich Schichtdicken und Rauheiten von Mehrschichtsystemenbestimmen. Um die Wechselwirkung der Röntgenstrahlung mit Materie

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