Untersuchung mikromagnetischer Strukturen in dünnen Schichten

3 EXPERIMENTELLER AUFBAU UND PROBENPRÄPARATION 48
Die Kanten sind scharf und verbreitern sich auch nicht bei größer werdendem Abstand
der Maske von der Kristalloberfläche. Bei maximaler Divergenz des Aufdampfstrahls (s.
Abb. 19b), ist die Struktur verkleinert und von einem Rahmen geringer Schichtdicke
umgeben. Eine geometrische Analyse liefert, daß die Breite des Halbschattenbereiches
in erster Näherung proportional zu Ausdehnung der Aufdampfquelle und Maskenabstand
ist. Aufgrund der endlichen Dicke der Maske ergäbe sich auch bei Auflegen eine
Restunschärfe, die in die Struktur hineinragt. Hebt man die Maske von der Probe ab,
verbreitern sich die Strukturen zusätzlich (s. Abb. 19, rechts). Bei einer Abdampffläche
mit einem Durchmesser von 500 µm und der Dicke der Maske von 235 µm sowie einem
Maskenabstand von wiederum 100 µm ergibt sich ein unscharfer Bereich von ca. 600
nm.
Die reale Divergenz der Kobaltstrahlen wird zwischen den beiden beschriebenen Fällen
zu finden sein. Nimmt man den Mittelwert, so sollte jede aufgedampfte Struktur von
einem ca. 300 nm breiten Rand umgeben sein, in dem die Schichtdicke kontinuierlich
auf Null abnehmen wird.
Wichtig ist es nun unmittelbar nach dem Aufdampfen schnell und zuverlässig entscheiden
zu können, ob die Strukturen mit maximaler Schärfe aufgebracht wurden. Neben
dem oben erwähnten Effekt können unscharfe Strukturen auch durch äußere Störeinflüsse
entstehen, was durch das Verrutschen von Maske bzw. Transferstab verursacht
wird. Trotz der Schwingungsdämpfung des UHV-Systems trat dieser Fall häufiger auf.
Im SE-Bild läßt sich diese Unschärfe durch die veränderte Form oder den fehlenden
Kontrast zum Kupfer-Substrat leicht ausmachen.
Für das Erkennen der durch die Abschattungseffekte bedingten Unschärfe kann man
einen dunkel-hell-Umschlag im SE-Kontrast zwischen Kupfer und Kobalt nutzen. Abb.
20 zeigt links das SE-Bild eines Co-Stufenkeils auf Cu(001). Zu sehen sind im unteren
Drittel das Kupfersubstrat, im Zentrum die Stufe mit 1 ML mittlerer Bedeckung und
oben mit 3 ML Co. Es ist deutlich der zunächst helle Co-Kontrast für die Monolage
und der dann dunkle für 3 ML Bedeckung zu sehen. Da dieser Effekt auch für andere
Systeme wie z.B. Fe/Cu(001) bekannt ist [127], kann er vermutlich der relativ großen
Rauhigkeit der Schichten unterhalb von zwei Monolagen Bedeckung zugeschrieben werden.
Lagenwachstum tritt in beiden Systemen erst oberhalb dieser Bedeckung auf. Ein
Austrittsarbeitseffekt kann ebenfalls nicht ausgeschlossen werden.
In der mittleren Aufnahme von Abb. 20 sind unscharf gedampfte, 2 ML dicke Co-
Strukturen auf Cu(001) im SE-Bild zu sehen. Deutlich ist der helle Rand der Strukturen
zu erkennen. In den Strukturen ist zu erkennen, das 2 ML Kobalt kaum Kontrast zum
Kupfersubstrat zeigen. Um scharf gedampfte Strukturen dieser Dicke auf der Kristallo-