Untersuchung mikromagnetischer Strukturen in dünnen Schichten

6 DISKUSSION DER ERGEBNISSE 87
gegenüber demjenigen parallel“ zum Feld magnetisierten günstig wird, müßte das Feld
”
um mehr als 45o fehlorientiert sein.
In Experimenten an ausgedehnten Filmen wurde ein ähnliches Ummagnetisierungsverhalten
gefunden, wenn das System eine der vierzähligen überlagerte, zweizählige Anisotropie
aufwies [176]-[178]. Dort fand man dann sogar einen Schaltmechanismus, der
nacheinander beide 90 o -Zustände innerhalb eines 180 o -Ummagnetisierungsprozesses be-
setzt.
Wie die Untersuchungen im Fall der Co/Cu(11 15)-Mikrostrukturen jedoch zeigen, führt
eine überlagerte zweizählige Anisotropie zur Ausbildung eines eindomänigen Zustandes
nach der Herstellung der Strukturen. Die Co/Cu(001)-Mirkostrukturen liegen jedoch zu
ca. 95% in einem Multidomänenzustand vor.
Das von Daboo [176] vorgestellte Modell sagt aber auch für den Grenzfall der verschwindenden
zweizähligen Anisotropie die Möglichkeit einer 180o-Ummagnetisierung durch zwei 90o-Prozesse voraus. Cowburn [177] erklärte dieses Verhalten durch ein Modell,
das auf den im Feld veränderten Anisotropieverhältnissen beruht:
Der unidirektionale Beitrag des Feldes hebt die Spinausrichtung antiparallel zum Feld
energetisch an und senkt diejenige parallel zum Feld energetisch ab. Die Tiefe der dann
lokalen Energieminima mit Spinausrichtung senkrecht zum Feld verringert sich mit zunehmender
Feldstärke, die Minima selbst bleiben jedoch bei geringen Feldstärken erhalten49
. Aufgrund der relativen Absenkung der beiden Ausrichtungen senkrecht zum Feld
gegenüber derjenigen antiparallel zum Feld sind lokale Spinübergänge aus der antiparallelen
Orientierung in eine der beiden senkrechten zum Feld orientierten Richtungen
möglich. Als Folge entsteht eine senkrecht zum Feld orientierte Domäne.
Die im Verlauf des Aufmagnetisierungsprozesses des Co/Cu(001)-Mikrostrukturen gemachten
Aufnahmen zeigen, daß eine Domäne mit antiparallel zum Feld orientierter
Magnetisierung instabil ist, wenn noch eine Domäne mit andersorientierter Magnetisierung
in der Struktur vorhanden ist (vgl. Ausführungen auf S. 69). Bildet sich die
instabile Domäne, wie dort beobachtet, zurück und breitet sich die senkrecht zum Feld
magnetisierte Domäne aus, so befindet sich die Mikrostruktur im 90o-Zwischenzustand. Voraussetzung für das beobachtete Auftreten dieses Zustandes auch nach dem Abschalten
des Feldes ist jedoch, daß bis zu diesem Zeitpunkt des Feldes keine Domäne mit
zum Feld paralleler Magnetisierung nukleiert wird. Ist dies geschehen, so wird die Magnetisierungsrichtung
senkrecht zum Feld instabil und die Struktur wird in Feldrichtung
ummagnetisiert. Folglich wird der nach dem Abschalten des Feldes zu beobachtende
49 Im Fall des Co/Cu(001) sind ca. 500 Oe nötig, um die Minima aufzulösen [180].