Untersuchung mikromagnetischer Strukturen in dünnen Schichten

6 DISKUSSION DER ERGEBNISSE 83
angenommen, konstant ist. Sie nimmt mit größer werdender Kantenlänge zu. Die
eingeführte Größe c wird folglich eine Funktion der Kantenlänge sein. Die Grenzfläche
a der Domänen zu den Kanten kann dagegen nach Abb. 25 als konstant angenommen
werden.
Obwohl die Mikrostrukturen in einem Multidomänenzustand vorliegen, ist keine
Polvermeidung gegenüber dem eindomänigen Zustand zu beobachten. Die durch die
Polarisationsladungen bedingte magnetostatische Energie der eindomänigen Konfiguration
wurde im theoretischen Abschnitt mit Hilfe des R&R-Modells berechnet und
mit der Gesamtenergie einfacher Multidomänenkonfigurationen verglichen. Die durch
den Herstellungsprozeß bedingten unscharfen Ränder der Strukturen wurden bei diesen
Betrachtungen nicht berücksichtigt. Die Rändern sind jedoch nicht ideal, sondern haben
eine endliche Ausdehnung von mehreren 100 Nanometern. In ihnen nimmt die nominelle
Schichtdicke in ein- oder mehratomaren, ungerichteten Stufen bis auf Null ab. Ersetzt
man diese unregelmäßige Randstruktur durch ein Treppenprofil (s. Abb. 38), so läßt
sich ihr Einfluß auf die magnetostatische Energie mit dem R&R-Modell berechnen.
Abbildung 38: Querschnitt durch eine homogen magnetisierte Mikrostruktur mit scharfen (a) bzw.
unscharfen Rändern (b). Letztere sind durch ein Treppenprofil angenähert. Ihre Breite ist im Vergleich
zur experimentellen Situation übertrieben dargestellt.
Eine homogen in der Zeichenebene magnetisierte Mikrostruktur mit scharfen Kanten
(Abb. 38a) der Dicke D besitzt zwei Flächen mit Polarisationsladungen unterschiedlichen
Vorzeichens (durch +“ und –“ angedeutet). Hat der Rand Struktur wie im
” ”
Fall der untersuchten Co/Cu(001)-Mikrostrukturen die From einer Treppe (Abb. 38b,
Unschärfe ∆l), so werden diese Flächen in mehrere kleinere, gegeneinander verschobene
Flächen unterteilt. Ist in der dort gezeigten Geometrie die Unschärfe ∆l sehr viel kleiner
als die Kantenlänge l, so wird die reduzierte attraktive Wechselwirkung zwischen
Ladungen an den gegenüberliegenden Kanten durch die verminderte repulsive Wechselwirkung
der Ladungen innerhalb der Ränder überkompensiert. Eine Unschärfe ∆l ≈300
nm und eine konstante Stufenbreite ergeben bei einer 3 ML dicken Mikrostruktur mit
einer Kantenlänge l =15 µm bereits eine Reduzierung der magnetostatischen Energie
um ca. 41%! Bei vier Monolagen sind es 45%, bei fünf Monolagen 47%.