Untersuchung mikromagnetischer Strukturen in dünnen Schichten

5 MAGNETISCHE DOMÄNEN IN CO/CU(001)-MIKROSTRUKTUREN 58
Wertet man die Kantenlängenabhängigkeit der mittleren Domänenzahl für verschiedenen
Schichtdicken aus, folgt durch Interpolation der Meßwerte oberhalb von 3 µm
Kantenlänge stets ein linearer Zusammenhang. Die Steigung der Geraden variiert leicht,
die Gerade selbst deutet aber jeweils auf eine für den eindomänigen Zustand kritische
Kantenlänge von 2-4 µm hin (s. Abb. 23).
Aus den Aufnahmen in den Abb. 21 und 22 geht hervor, daß sich in größeren Strukturen
im Mittel auch größere Domänen befinden als in den kleinen. Das 6µm-Quadrat in
Abb. 21 besteht aus 2 in etwa 3·6µm2 großen Domänen, in den 15µm-Quadraten sind
jeweils 1 große und unterschiedlich viele kleinere Domänen zu sehen, die zum Teil aber
so groß wie das gesamte 6µm-Quadrat sind. Im 30µm-Quadrat sind sowohl Haupt- als
Randdomänen in der Mehrzahl deutlich größer als in den kleineren 15µm-Quadraten.
Definiert man die mittlere Domänenfläche ADom als Quotient aus der quadratischen
Fläche einer Struktur (A = l2 ) und der in ihr vorhandenen mittleren Domänenzahl
(N Dom), so folgt unmittelbar, daß die mittlere Domänengröße nicht konstant sein kann.
Wegen der linearen Abhängigkeit der mittleren Domänenanzahl von der Kantenlänge
(N Dom ∝ l, s.o.)hängt ADom ebenfalls linear von der Kantenlänge ab. Für die 3µm-
Quadrate gilt dies wegen des eindomänigen Zustandes natürlich nicht. Dort ist die
Domänenfläche gleich der Fläche der Struktur (ADom =A=l 2 ).
Vergrößert man die Kantenlänge der Strukturen über die in dieser Arbeit untersuchten
30 µm hinaus, sollten die Domänen im Mittel immer größer werden. Hält zusätzlich der
Trend an, daß es sich in der Regel jeweils um eine immer größer werdende Zentraldomäne
und mehrere kleinere, vom Rand ausgehende handelt, ergibt sich im Grenzfall des ausgedehnten
Films ein eindomäniger Zustand mit Randdomänen. Genau dieser Zustand
wird in ausgedehnten Filmen beobachtet!
Je nach relativer Lage der Magnetisierung in den aneinandergrenzenden Domänen, han-
delt es sich in ultradünnen Kobalt Filmen um 90 o - oder 180 o -Wände. In den Mikrostruk-
turen findet man fast ausschließlich die aufgrund des geringeren Drehwinkels der Magnetisierung
energetisch bevorzugten 90o-Wände (vgl. Kap. 2.2), die nicht entlang bestimmter
kristallographischer Richtungen orientiert sind. Dies ist in voller Übereinstimmung
mit den Beobachtungen an im Wechselfeld entmagnetisierten, kontinuierlichen Filmen
[95, 100].
Die endliche Größe der Strukturen ermöglicht es, die Domänenwände zu vermessen.
Ihre Länge bestimmt nach den Betrachtungen im theoretischen Abschnitt (siehe Kap.
2.3) maßgeblich den energetischen Beitrag der Wände zur Gesamtenergie einer Mikrostruktur.
Aus diesem Grund wurde in ca. 650 Strukturen mit unterschiedlicher Kan-