Untersuchung mikromagnetischer Strukturen in dünnen Schichten

2 MIKROMAGNETISMUS KLEINER TEILCHEN 22
Wand (Wände) überwiegt also bei weitem den durch die Domänenbildung eingesparten
magnetostatischen Energienanteil. Der Einbau von 180o-Wänden erweist sich in diesem
Dickenbereich als sehr ungünstig (Kurven b,g).
Oberhalb von 4.8 Monolagen (linker Pfeil in Abb. 6) jedoch stellt der eindomänige Zustand
nicht mehr die energetisch günstigste Konfiguration dar. Unter Einbau von zwei
90o-Wänden an den bisher geladenen Kanten kann die Gesamtenergie des Systems abgesenkt
werden (Kurve f). Die Energie des Systems hängt stark von der Breite der dort
vorhandenen Domänen ab (vgl. Kurven e,f).
Energie [willk. Einh.]
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Schichtdicke [ML]
Abbildung 6: Abhängigkeit der Energie der sieben Domänenkonfigurationen (a)-(g) aus Abb. 5 von
der Schichtdicke: Im Bereich dünnster Schichten ist der eindomänige Zustand der energetisch günstigste,
im Bereich dicker die Landau-Lifshitz-Figur. Dazwischen existiert ein Dickenintervall, in dem die
Kantendomänenstruktur energetisch begünstigt ist.
Mit weiter zunehmender Schichtdicke macht sich aber auch in dieser Domänenanordnung
der verbliebene magnetostatische Anteil an der Gesamtenergie bemerkbar. Oberhalb von
9.3 Monolagen (rechter Pfeil in Abb. 6) ist deshalb die streufeldfreie Landau-Lifshitz-
Konfiguration der energetisch günstigste Zustand. In diesem Schichtdickenbereich ist
die Energie des eindomänigen Zustandes bereits größer als die der Konfiguration e,f und
später auch als die von g.
Ursache für das vielfältige Verhalten der Gesamtenergie der verschiedenen Konfigura-
b
a
g
e
c f
d