Untersuchung mikromagnetischer Strukturen in dünnen Schichten

2 MIKROMAGNETISMUS KLEINER TEILCHEN 20
2.3 Mikromagnetische Energie einfacher Domänenkonfigurationen
Nach Berücksichtigung der energetischen Beiträge der Domänenwände zur mikromagnetischen
Energie, können einige, zum Teil bereits oben betrachtete, Domänenkonfigurationen
in den Co/Cu(001)-Mikrostrukturen quantitativ hinsichtlich ihrer Gesamtenergie
analysiert werden (s. Abb. 5).
Abbildung 5: Verschiedene einfache Domänenstrukturen in den Co/Cu(001)-Quadraten: (a) eindomäniger
Zustand, (b) ein aus zwei antiparallel magnetisierten Domänen bestehendes Quadrat, (c)
Landau-Lifshitz-Struktur, (d) Zwei-Domänenzustand unter Einbau einer 90o-Wand, (e) Drei-Domänenzustand
unter Einbau zweier 90o-Wände, (f) Drei-Domänenzustand mit breiterer Zentraldomäne als in
(e) und (g) Vier-Domänenzustand mit antiparallelen Domänen im Zentrum.
In einem eindomänigen Quadrat (s. Abb. 5a) existieren keine Domänenwände und seine
Energie ist ausschließlich magnetostatischer Natur. Sie ergibt sich als Funktion von
Schichtdicke D und Kantenlänge l zu
Ea =2D 3 M 2 �
s F( l l l
,0) − F ( ,
D D D )
�
(27)
Für das aus zwei antiparallel magnetisierten Domänen bestehende Quadrat (s. Abb. 5b)
sind ein reduzierter magnetostatischer Beitrag (vgl. Abb. 2) und die Domänenwandenergie
einer 180o-Wand aufzusummieren:
Eb =2D 3 M 2 �
s F( l
D ,l
D )−F(l
l
l l
,0) + 4F ( , 0) − 4F ( ,
D 2D 2D D )
�
� �
+ lD 2 A·|K| + πDM 2 �
s . (28)