Untersuchung mikromagnetischer Strukturen in dünnen Schichten

1 EINLEITUNG 1
1 Einleitung
Seit ca. 15 Jahren ist es möglich ferromagnetische Schichten im Dickenbereich von nur
wenigen atomaren Lagen gezielt und reproduzierbar herzustellen [1]-[3]. Durch die Neuentwicklung
bzw. Verbesserung der benötigten Meß- und Herstellungstechniken war erstmals
ein experimenteller Zugang zu Fragestellungen möglich, die in der Theorie des
Magnetismus dünner Schichten zum Teil bereits Jahrzehnte vorher untersucht wurden.
Zu nennen sind hier zum Beispiel die Eigenschaften von Ober- und Grenzflächen und die
damit verbundene Symmetriebrechung [4], die Möglichkeit der Anregung von Spinwellen
in diesen Schichten [5] und die Struktur von Domänenwänden, die aus Volumenmaterialien
nicht bekannt sind [6].
Im Verlauf der Forschungstätigkeiten auf dem Gebiet der ultradünnen Filme hat sich
gezeigt, daß nicht nur magnetische Eigenschaften der Schichten, wie etwa die Curie-
Temperatur [7] oder die kristallographische Orientierung der Magnetisierung [8], durch
die Reduktion der dritten Dimension beeinflußt werden. Durch die Wahl geeigneter Substratmaterialien
und der kristallographischen Orientierung ihrer Oberflächen ist ebenso
die gezielte Manipulation der kristallinen Struktur der Filme möglich. Auf diese Weise
lassen sich in den Filmen bei Raumtemperatur Kristallstrukturen stabilisieren, die in der
Volumenphase des entsprechenden Materials entweder gar nicht oder zumindest nicht bei
Raumtemperatur zu beobachten sind, z.B. kubischflächenzentriertes Eisen (Fe/Cu(001) )
[9]-[13] oder kubischflächenzentriertes Kobalt (Co/Cu(001) ) [14, 15]).
Die im Vergleich zum jeweiligen Volumenmaterial veränderte kristalline Struktur des
Filmes hat Auswirkungen auf seine magnetische Struktur. Zum einen werden die magnetisch
leichten Achsen eine andere kristalline Orientierung haben, zum anderen ergeben
die im allgemeinen nicht identischen Strukturen und Gitterkonstanten von Substrat und
Film einen zusätzlichen, unter Umständen andere kristalline Richtungen begünstigen-