Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Magnetismus Montag
MA 5 Hauptvorträge Hesse / A. Bauer
Zeit: Montag 14:00–15:00 Raum: H10
Hauptvortrag MA 5.1 Mo 14:00 H10
Vom Superpara- zum Ferromagneten im Stoner-Wohlfarth
Bild — •J. Hesse — Institut für Metallphysik und Nukleare
Festkörperphysik, TU Braunschweig, Mendelssohnstr. 3, 38106
Braunschweig, Germany
Stoner und Wohlfarth führten 1948 in den Magnetismus kleine eindomänige
Teilchen ein. Ausgehend vom idealisierten Bild kohärenter
Rotation der Magnetisierung bei Ummagnetisierungsprozessen bildet
die den Teilchen zugeordnete magnetische Anisotropie-Energie eine
wesentliche Grundlage zum Verständnis des heute aktuellen Nano-
Magnetismus. Beginnend mit idealem Superparamagnetismus werden
Magnetisierungsexperimente diskutiert die neben den etablierten Messungen
der Hysteresis-Kurve und der Temperaturabhängigkeit der Magnetisierung
auch andere Wege aufzeigen um über die magnetischen Eigenschaften
von nanoskaligen Teilchensystemen Informationen zu gewinnen.
Hauptvortrag MA 5.2 Mo 14:30 H10
Breakthrough in magneto-optical near-field microscopy —
•Andreas Bauer, Gereon Meyer, Tristan Crecelius, Irene
Mauch, and Günter Kaindl — Freie Universität Berlin, Institut für
Experimentalphysik, Arnimallee 14, 14195 Berlin
MA 6 Magnetische Partikel / Cluster
Magneto-optical microscopy is a powerful technique for studying magnetic
properties of thin films. The major drawback of conventional optical
microscopy, however, is the diffraction-limited spatial resolution,
which renders studies of sub-µm structures difficult. Rather promising
was therefore the development of scanning near-field optical microscopy
(SNOM) almost two decades ago by which resolutions beyond the diffraction
limit could be achieved. However, due to persistent technical problems
such as diminished magneto-optical signals caused by depolarisation
effects, magnetic SNOM is still not established as a high-resolution
magnetic-microscopy technique.
We have constructed a magnetic SNOM that overcomes most of the
problems [1]. It can be operated either in air or ultrahigh vacuum, at variable
sample temperature and external magnetic fields. Its resolution and
sensitivity is high enough to allow for imaging of a few hundred nm-wide
magnetic-stripe domains in ultrathin films of Fe/Cu(100). We also studied
the transformation of the stripe-domain phase in external magnetic
fields. The high sensitivity as well as suppression of artefacts is provided
by a Sagnac interferometer which is a unique technique for detecting
magneto-optical effects. The Sagnac-SNOM should also be ideally suited
for ultrafast magnetization-dynamics measurements of nanostructures.
[1] G. Meyer et al., Appl. Phys. Lett. 83, 1394 (2003).
Zeit: Montag 15:15–18:30 Raum: H10
MA 6.1 Mo 15:15 H10
Wechselspiel zwischen strukturellen und magnetischen Freiheitsgraden
in kleinen Fe Clustern — •Georg Rollmann, Sanjubala
Sahoo und Peter Entel — Theoretische Tieftemperaturphysik,
Universität Duisburg-Essen, Lotharstr. 1, D-47048 Duisburg
Übergangsmetallpartikel kommen vielfach in magnetischen Anwendungen
oder im Bereich der Katalyse zum Einsatz. Die atomaren magnetischen
Momente solcher Cluster sind im Vergleich zu den entsprechenden
Bulk-Werten oftmals erhöht und steigen mit abnehmender Teilchengröße
weiter an. Über ihre relativen Orientierungen zueinander, das Auftreten
von nichtkollinearem Magnetismus, ist allerdings erst wenig bekannt.
Wir präsentieren hier Resultate aus ab initio Rechnungen zu strukturellen
und magnetischen Eigenschaften kleiner Fe Cluster. Die Rechnungen
wurden im Rahmen der Dichtefunktionaltheorie durchgeführt und
basieren auf der Projector Augmented Wave Methode in Kombination
mit ebenen Wellen als Basisfunktionen. Es stellt sich heraus, daß die magnetischen
Eigenschaften der Partikel durch deren Geometrie bestimmt
werden, wobei sich für spezielle, zumeist sehr symmetrische Anordnungen
der Atome nichtkollineare magnetische Momente ausbilden. Für andere
Geometrien, insbesondere verzerrte Strukturen, stimmt die lokale
Richtung der Magnetisierungsdichte jedoch mit der globalen Quantisierungsachse
überein, so daß die energetischen Grundzustände der Partikel
zumeist durch gewöhnliche kollineare magnetische Strukturen gegeben
sind.
MA 6.2 Mo 15:30 H10
Electronic Structure and X-Ray Photo-Emission Spectra Calculations
of Ordered and Disordered Iron-Platinum Clusters —
•S. Bornemann, J. Minár und H. Ebert — Department Chemie /
Physikalische Chemie, Universität München, Butenandstr. 5-13, D-81377
München, Germany
Spin polarised relativistic Korringa-Kohn-Rostocker electronic bandstructure
calculations were performed for ordered and disordered fcc
Iron-Platinum clusters. Various models of ordered clusters, differing in
size as well as iron-platinum ratio were examined within the Local Spin
Density Approximation. In order to describe the ensemble averaged electronic
properties of such clusters an extension of the Coherent Potential
Approximation method was developed and successfully applied to systems,
containing iron and platinum in equal proportions. On the basis
of these results X-ray photo-emmision spectra were calculated for the
ordered and disordered systems respectively.
MA 6.3 Mo 15:45 H10
Electronic and Magnetic Properties of Ligand-Free FePt
Nanoparticles — •H.-G. Boyen 1 , K. Fauth 2 , B. Stahl 3 , P.
Ziemann 1 , G. Kästle 1 , F. Weigl 1 , F. Banhart 4 , M. Heßler 2 ,
G. Schütz 3 , N.S. Gajbhiye 5 , J. Ellrich 6 , H. Hahn 6 , M.
Büttner 7 , M.G. Garnier 7 , and P. Oelhafen 7 — 1 Abteilung
Festkörperphysik, Universität Ulm, D-89069 Ulm — 2 Experimentelle
Physik IV, Universität Würzburg, Am Hubland, D-97074 Würzburg —
3 MPI für Metallforschung, Heisenbergstraße 1, D-70689 Stuttgart —
4 Zentrale Einrichtung Elektronenmikroskopie, Universität Ulm, D-89069
Ulm — 5 Institut für Nanotechnologie, Forschungszentrum Karlsruhe,
D-76021 Karlsruhe — 6 Fachbereich Material- und Geowissenschaften,
Petersenstr. 23, TU Darmstadt, D-64287 Darmstadt — 7 Institut für
Physik, Universität Basel, Klingelbergstr. 82, CH-4056 Basel
Ordered arrays of well separated and atomically pure FePt nanoparticles
(diameter 3.7 nm) have been prepared under UHV conditions by
employing a combination of oxygen/hydrogen plasmas allowing to completely
remove the organic ligands which are present after particle synthesis.
The plasma treatments conserve, however, the order of the particle
arrangement. This enables us to investigate, for the first time, the electronic
structure and the magnetic properties of bare, ligand-free fcc FePt
particles by means of X-ray induced photoelectron spectroscopy (XPS)
and X-ray Magnetic Circular Dichroism (XMCD), respectively. First results
about the electronic density of states and the magnetic behavior of
the nanoparticle array will be presented.
MA 6.4 Mo 16:00 H10
Magnetische Resonanz an FexPt1−x-Nanopartikeln — •C. Antoniak,
M. Ulmeanu und M. Farle — Experimentalphysik-Ag Farle,
Universität Duisburg-Essen, Lotharstr. 1, 47048 Duisburg
Chemisch ungeordnete monodisperse Fe0.7Pt0.3-Nanopartikel mit einem
Durchmesser von (2.6 ± 0.3)nm, mit organischen Liganden umhüllt
und als 2D-Lage auf einem Si-Wafer aufgebracht, wurden mittels Para-
/Ferromagnetischer Resonanz zwischen 20K und 350K untersucht. Bei
300K konnte aus frequenzabhängigen Messungen das Verhältnis von
Bahn- zu Spinmoment zu µ eff
L /µ eff
S = 0.016 [1] bestimmt werden. Für
tiefere Temperaturen verschiebt sich die Resonanzposition zu Br = 0.18T
bei 35K, d.h. um 0.15T, was durch die effektive Magnetisierung in
der Partikel-Lage bestimmt wird. Gleichzeitig zeigt die Intensität bei
200K ein Maximum, welches im Zeitfenster der Messung (Nanosekunden)
der Blocking-Temperatur entspricht. Durch den Vergleich mit SQUID-
Messungen (Zeitfenster: Minuten) wurde damit die effektive Anisotropie-
Konstante der Nanopartikel abgeschätzt: Keff ≈ 10 6 J/m 3 .