pdf, 1.9 Mb - Walther Meißner Institut

2 Theoriesen entspricht also gerade der Lage der Minima der freien Energie (für verschwindendesexternes Magnetfeld). Die freie Energie pro Einheitsvolumen F tot setzt sich nach [22]aus den nachfolgend detaillierter beschriebenen Termen zusammen:F tot =−µ 0 Hm + 1 } {{ } 2 µ 0Mm 2 z} {{ }Zeemann−TermForm−Anisotropie+ B u (em) 2} {{ }Uniaxiale Anisotropie(2.1)+ B c,1 (m 4 x + m 4 y + m 4 z) + B c,2 m 2 xm 2 ym 2 x} {{ }Kubische Anisotropiem = M/M ist hier der Einheitsvektor entlang der Magnetisierungsrichtung.Der Zeemann-Term F z = −µ 0 Hm stellt das magnetostatische Anisotropiefeld imexternen Magnetfeld µ 0 H dar. Dieser Term, der als einziger vom Magnetfeld abhängt,überwiegt für große µ 0 H.Der Form-Anisotropie-Beitrag oder auch Entmagnetisierungs-Beitrag repräsentiertdie Energie der Magnetisierung in ihrem eigenen magnetischen Streufeld. Hier ist dieGeometrie des betrachteten Ferromagneten verantwortlich für die Gestalt des Form-Anisotropie-Beitrags. Bei Proben mit stark unterschiedlichen Abmessungen entlangder einzelnen Koordinatenachsen, wie beispielsweise den in der vorliegenden Arbeit betrachtetenDünnfilmen, ist der Beitrag der Form-Anisotropie stark ausgeprägt, so dassdie Magnetisierung in diesem Fall üblicherweise in der Probenenbene liegt.Desweiteren liefert auch die Kristallsymmetrie im Ferromagneten Beiträge zur freienEnergie, die gewöhnlich in uniaxiale Anisotropie und kubische Anisotropie aufgeteiltwerden. Im Rahmen dieser Arbeit wird dabei auf die von Chikazumi eingeführte Konventionzurückgegriffen [23]. In kubischen Systemen dominiert üblicherweise der ersteBeitrag zur kubischen Anisotropie, d.h. B c,1 >> B c,2 . Durch die Abhängigkeit ∝ m 4gibt es in jeder Ebene zwei leichte Achsen.Uniaxiale Anisotropien ergeben sich durch die Brechung der kubischen Symmetrie desferromagnetischen Kristalls, wie beispielsweise durch Verspannungen oder die Verwendungdünner ferromagnetischer Filme als Proben. Durch diese Einflüsse werden zusätzlicheleichte oder schwere Achsen erzeugt. Das Auftreten dieser Achsen wird durch6