Untersuchung mikromagnetischer Strukturen in dünnen Schichten

6 DISKUSSION DER ERGEBNISSE 77
so scheint dieser auch bei größer werdender Schichtdicke erhalten zu bleiben. Die magnetischen
Momente der Elektronen, der im Verlauf des weiteren Wachstums auf der
Oberfläche ankommenden Co-Atome, richten sich parallel zur Magnetisierung in den
einzelnen Domänen aus. Folglich müssen sich die Domänen unmittelbar bei der Schichtdicke
bilden, bei der die Mikrostruktur ferromagnetisch wird. Diese beträgt 1.7 ML und
ist dieselbe wie für den eindomänigen, ausgedehnten Film.
Die Existenz des in den ausgedehnten Filmen beobachteten eindomänigen Zustandes
wird dem Zusammenwirken der Morphologie mit dem während des Wachstums immer
vorhandenen magnetischen Restfeld in der Präparationskammer bei genau dieser
Schichtdicke zugeschrieben [95, 145]. Da der Film unterhalb von 2 ML noch nicht geschlossen
ist (vgl. Kap. 4), wird er bei 1.7 ML nicht homogen ferromagnetisch werden.
Je nachdem, ob beim Einsatz des Ferromagnetismus zuerst Magnetostatik oder Anisotropie
vorherrschend ist, ergeben sich folgende mögliche Abläufe für die Entstehung des
eindomänigen Zustandes in ausgedehnten Filmen:
Im ersten Fall wird sich in einer soeben ferromagnetisch gewordenen Wachstumsinsel
(I1) die Magnetisierung parallel zum äußeren Feld ausrichten (s. Abb. 36a). Ihr Streufeld
verändert in ihrer Umgebung die ansonsten durch das äußere Restfeld aufgeprägte
(homogene) Feldverteilung. Wachstumsinseln in der Umgebung dieser Insel spüren dann
das aus der Superposition dieser beiden Feldverteilungen resultierende Feld. In einer
zweiten, paramagnetischen Insel (I2) wird sich die Magnetisierung parallel zu diesem
resultierenden Feld ausrichten. Abhängig von der relativen Lage zur ersten Insel sind
dabei verschiedene Orientierungen denkbar (s. Abb. 36b-d).
Liegen die Inseln nebeneinander, wird sich die Magnetisierung in der zweiten Insel antiparallel
zur Magnetisierung in der ersten ausrichten (s. Abb. 36c). Befinden sich die
Inseln in Richtung des äußeren Feldes vor- bzw. hintereinander, erfolgt eine parallele
Ausrichtung (s. Abb. 36b). Mit dem R&R-Modell läßt sich zeigen, daß der Zustand b
bereits ohne äußeres Feld mit einer niedrigeren magnetostatischen Energie verbunden
ist als der Zustand c. Das vorhandene äußere Feld ergibt lediglich eine zusätzliche energetische
Absenkung der Konfiguration b. Folglich wird das System versuchen, Ketten
von in Feldrichtung liegenden Wachstumsinseln zu bilden, in denen die Magnetisierung
parallel zum äußeren Feld ausgerichtet ist; ähnlich einer Kette von parallel zum Feld
ausgerichteten Dipolen. Mit anderen Worten: der magnetische Fluß wird ins Unendliche
abgeleitet. Da im Zentrum des Films im Prinzip ein Gitter aus Wachstumsinseln existiert,
liegen die Ketten mit parallel zum äußeren Feld ausgerichteter Magnetisierung
nebeneinander und der Film ist nach dem Zusammenwachsen der Inseln eindomänig.