Untersuchung mikromagnetischer Strukturen in dünnen Schichten

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

4 EIGENSCHAFTEN ULTRADÜNNER CO/CU(001)-FILME 53 Schichtdicken von einigen 10 nm sehr unregelmäßig [95, 164] und läßt sich bei Wiederholung nicht im Detail reproduzieren. Zwischen den Domänen werden fast ausschließlich die aufgrund ihres geringeren Drehwinkels energetisch bevorzugten 90o-Wände beobachtet [95, 100, 144]. Die selten vorkommenden 180o-Wandabschnitte haben immer nur Längen von einigen 10 µm und scheinen durch die sie umgebende Domänenstruktur stabilisiert [95]. Sowohl die 90 o - als auch die 180 o -Wände verlaufen nicht entlang be- stimmter kristallographischer Richtungen [95, 100, 144]. Die zweizählige Anisotropie in den vizinalen Co/Cu(11n)-Systemen spiegelt sich nach dem Entmagnetisieren in der Domänenstruktur wieder. Beispielsweise weisen Co/Cu(11 13)-Filme lediglich zwei verschiedene Magnetisierungsrichtungen auf [95]. Diese sind parallel zu den Stufen orientiert. Zwischen den Domänen können sich folglich nur 180o-Wände ausbilden. Alle beobachteten Domänenwände haben Néel-Charakter [95], d.h. die Magnetisierung dreht innerhalb der Filmebene von der Ausrichtung in der einen angrenzenden Domäne in die der anderen (vgl. Kap. 2.2). Die Weite dieser vorrangig in dünnen Schichten vorkommenden Wandart liegt um Größenordnungen über der im Volumenmaterial do- minierenden Blochwände 40 .Die90 o -Néelwände haben eine Wandweite von ca. 300 nm, die 180o-Néelwände können eine Weite von bis zu einigen Mikrometern haben [95, 148]. Chui und Ryzhov [165] konnten unter Berücksichtigung der magnetoelastischen Wechselwirkung zeigen, daß auch in ultradünnen Co/Cu(001)-Filmen die Anziehung zweier 90 o -Wände zur Bildung einer 180 o -Wand führen kann 41 . Mit Hilfe ihres Modells konnten sie auch die von Berger [95] gefundenen 180o-Wände mit unsymmetrischem Magnetisierungsprofil erklären. Legt man nach dem Wachstum ein konstantes äußeres Feld in eine der vier leichten Richtungen an, so läßt sich ein eindomäniger Zustand mit einer Magnetisierungsorientierung in die betreffende Richtung herbeiführen. Die Umorientierung der Magnetisierung erfolgt nicht durch Drehung [166, 167], sondern durch Wandwanderung, d. h. durch Ausbreitung einer oder mehrerer Domänen mit der Magnetisierung in Richtung des äußeren Feldes. Eine Drehung kann unter Berücksichtigung der oben angegebenen Anisotropie-Konstanten ausgeschlossen werden, da hierzu Felder im kOe-Bereich nötig wären [43]. In diesen Filmen werden jedoch Ummagnetisierungsfeldstärken von nur einigen Oe beobachtet (Brown’sches Paradoxon [43]). Als Keime für die Wandwanderung dienen die Kantendomänen am Rand der Probe mit der entsprechenden Ausrichtung des Magnetisierungsvektors [168, 169]. 40 In einer Blochwand dreht die Magnetisierung innerhalb der Wandebene (vgl. Kap. 2.2). Ihre Weite beträgt je nach Material einige 10 nm. 41 Entsprechende Betrachtungen für Volumenmaterialen sind schon länger bekannt [96, 97].
5 MAGNETISCHE DOMÄNEN IN CO/CU(001)-MIKROSTRUKTUREN 54 5 Magnetische Domänen in Co/Cu(001)-Mikrostrukturen 5.1 Der wie-gewachsene Zustand In der vorliegenden Arbeit ist die magnetische Domänenstruktur in mikrostrukturierten Co/Cu(001)-Filmen im Schichtdickenbereich von 2-15 Monolagen (ML) untersucht worden. Um für alle Experimente einen reproduzierbaren Ausgangszustand zu schaffen, sind die Co-Strukturen für jede zu untersuchende Schichtdicke neu auf das Cu(001)-Substrat aufgebracht worden. Um substratinduzierte Effekte auszuschließen, wurden die Untersuchungsergebnisse auf einem zweiten Cu(001)-Kristall reproduziert. Im gesamten untersuchten Schichtdickenbereich liegt die Magnetisierung in der Ebene. Dies ist in Übereinstimmung mit den Untersuchungen an ausgedehnten Co/Cu(001)- Filmen [95, 100]. Im Unterschied zu dem dort gefundenen, eindomänigen Zustand sind von den Co/Cu(001)-Mikrostrukturen jedoch nur die kleinsten Quadrate mit 3 µm Kantenlänge eindomänig! Alle größeren Strukturen liegen nach dem Wachstum in einem Multidomänenzustand vor. Lediglich ca. 5% der Strukturen mit mehr als 3 µm Kantenlänge sind eindomänig. Noch überraschender ist der experimentelle Befund, daß der Charakter der beobachteten magnetischen Struktur keine Abhängigkeit von der Schichtdicke zeigt! Dies steht im Gegensatz zu den im theoretischen Abschnitt durchgeführten Rechnungen.
Seite 1 und 2:
Untersuchung mikromagnetischer Stru
Seite 3 und 4:
INHALTSVERZEICHNIS ii 4 Eigenschaft
Seite 5 und 6:
TABELLENVERZEICHNIS iv 27 Magnetisc
Seite 7 und 8: 1 EINLEITUNG 2 den Anisotropiebeitr
Seite 9 und 10: 1 EINLEITUNG 4 Die vorliegende Arbe
Seite 11 und 12: 2 MIKROMAGNETISMUS KLEINER TEILCHEN
Seite 31 und 32: 3 EXPERIMENTELLER AUFBAU UND PROBEN
Seite 55 und 56: 4 EIGENSCHAFTEN ULTRADÜNNER CO/CU(
Seite 57: 4 EIGENSCHAFTEN ULTRADÜNNER CO/CU(
Seite 61 und 62: 5 MAGNETISCHE DOMÄNEN IN CO/CU(001
Seite 81 und 82: 6 DISKUSSION DER ERGEBNISSE 76 6 Di
Seite 83 und 84: 6 DISKUSSION DER ERGEBNISSE 78 Abbi
Seite 85 und 86: 6 DISKUSSION DER ERGEBNISSE 80 und
Seite 87 und 88: 6 DISKUSSION DER ERGEBNISSE 82 von
Seite 89 und 90: 6 DISKUSSION DER ERGEBNISSE 84 Die
Seite 91 und 92: 6 DISKUSSION DER ERGEBNISSE 86 gewa
Seite 93 und 94: 6 DISKUSSION DER ERGEBNISSE 88 Scha
Seite 95 und 96: 6 DISKUSSION DER ERGEBNISSE 90 Auch
Seite 97 und 98: 7 ZUSAMMENFASSUNG 92 abnimmt. Bei g
Seite 99 und 100: LITERATUR 94 Literatur [1] L. Gonza
Seite 101 und 102: LITERATUR 96 [46] B.YangandD.R.Fred
Seite 103 und 104: LITERATUR 98 [114] J. Kirschner, P
Seite 105 und 106: LITERATUR 100 [165] S. T. Chui and
Seite 107 und 108: Eidesstattliche Erklärung Ich vers
Alle anzeigen

Untersuchung mikromagnetischer Strukturen in dünnen Schichten

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?