Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Magnetismus Dienstag
gebnisse unterstützen die Theorie der defektinduzierten Modifikation der
Austausch-Verschiebung.
MA 13.48 Di 15:00 Bereich A
Zeitabhängige Veränderung des Austauschverschiebungsfeldes
von Bilayern nach Beschuss mit keV He-Ionen — •D. Backes 1 ,
D. Junk 1 , A. Ehlers 1 , D. Engel 1 , H. Schmoranzer 1 , A. Ehresmann
1 , A. Paetzold 2 und K. Röll 2 — 1 Technische Universität Kaiserslautern,
Fachbereich Physik, Erwin-Schrödinger-Str., D-67663 Kaiserslautern
— 2 Universität Kassel, Fachbereich Physik, Heinrich-Plett-
Str.40, D-34132 Kassel
Austauschverschobene (Exchange Bias) Schichtsysteme basierend z.B.
NiO und FeMn als Antiferromagnet wurden nach ihrer Herstellung mit
10keV He-Ionen in einem externen Magnetfeld parallel und antiparallel
zur ursprünglichen Anisotropierichtung beschossen. Die durch den Beschuss
erzielten Modifikationen des Exchange Bias Feldes verändern sich
nach dem Beschuss unter bestimmten Bedingungen mit der Zeit. Diese
Prozesse hängen u.a. von der Korngrößenverteilung in der polykristallinen
antiferromagnetischen Schicht ab. Erste Ergebnisse zu dieser zeitlichen
Veränderung werden vorgestellt und im Rahmen eines erweiterten
Modells basierend auf dem Relaxationsmodell von Fulcomer und Charap
erklärt.
MA 13.49 Di 15:00 Bereich A
Gezielte Richtungsänderung der unidirektionalen Anisotropie
in austauschverschobenen Schichtsystemen durch
keV-Ionenbeschuss — •D. Engel, D. Junk, A. Ehlers, H.
Schmoranzer und A. Ehresmann — Technische Universität
Kaiserslautern, Fachbereich Physik, Erwin-Schrödinger-Str., D-67663
Kaiserslautern
Durch He-Ionenbeschuss von austauschverschobenen Schichtsystemen
in einem äußeren Magnetfeld kann man die Stärke und Richtung des Austauschverschiebungsfeldes
Heb nachträglich verändern. Indem man das
äußere Magnetfeld beim Beschuss gegenüber der ursprünglichen unidirektionalen
Anisotropierichtung des Schichtsystems dreht, ist es möglich
eine neue Anistropierichtung durch den Ionenbeschuss zu fixieren. Diese
Modifikationen sind lateral begrenzbar und bieten vielfältige Anwendungsmöglichkeiten
für magnetische Sensoren und Speicherelemente. Es
werden erste Ergebnisse für Schichtsystme mit oxidischen und metallischen
Antiferromagneten, die mit 10keV He-Ionen beschossen wurden,
vorgestellt.
MA 13.50 Di 15:00 Bereich A
Modifikation von NiO basierten Bilayern durch 10 keV He-
Ionenbeschuss — •T. Jacob, A. Ehlers, D. Engel, H. Schmoranzer
und A. Ehresmann — Technische Universität Kaiserslautern,
Fachbereich Physik, Erwin-Schrödinger-Str., D-67663 Kaiserslautern
Die Veränderung des Austauschverschiebungsfeldes Heb von Zweilagenschichtsystemen
(Bilayern) mit NiO als Antiferromagnet durch He-
Ionenbeschuss wurde in Abhängigkeit von der Ionendosis untersucht. Es
ist möglich durch keV He-Ionenbeschuss in einem äußeren Magnetfeld in
diesen Schichtsystemen Heb zu erhöhen, zu reduzieren und die unidirektionale
Anisotropierichtung zu verändern. Es werden erste Ergebnisse für
unterschiedliche Ferromagneten präsentiert.
Bei diesen Schichtsystemen kann es zu einem zweigeteilten Magnetisierungsprozess
entlang der schweren Richtung kommen. Deshalb wurden
zusätzlich zu dem Ionenbeschuss diese Bilayer auch einem erneuten
Feldkühlungsprozess unterzogen, d.h. über die Néeltemperatur von NiO
erhitzt und anschließend in einem äußeren Magnetfeld auf Raumtemperatur
wieder abgekühlt. Durch unterschiedliche Reihenfolge von Beschuss
und Annealing wurde die Veränderung von Heb und dem Magnetisierungprozess
entlang der schweren Richtung untersucht.
MA 13.51 Di 15:00 Bereich A
Thermally induced changes of magnetic coupling in a pinned
artifical antiferromagnet used in magnetic tunnel junctions
— •Jan Schmalhorst 1 , Hubert Brueckl 1 , Guenter Reiss 1 ,
Guenter Gieres 2 , and Joachim Wecker 2 — 1 University of Bielefeld,
Department of Physics, Nano Device Group, P.O. Box 100131, 33501
Bielefeld, Germany — 2 Siemens AG, Corporate Technology CT MM 1,
P.O. Box 3220, 91050 Erlangen, Germany
The thermally induced changes of the magnetic coupling in an artifical
antiferromagnet exchange biased by an antiferromagnetic layer in a magnetic
tunnel junction (Mn-Ir / Co-Fe / Ru / Co-Fe / AlOx / Ni-Fe) is
investigated for annealing temperatures up to 450 o C. Beside the usual in-
crease of the tunneling magnetoresistance by annealing (maximum TMR
43.9%@325 o C) the degradation of the artificial antiferromagnet causes
a well defined 90 o -coupling of the Co-Fe layers in a narrow temperature
window around 325 o C. At higher temperature, both Co-Fe layers
are coupled ferromagnetically but the exchange biasing by the Mn-Ir is
still present. This behaviour results from an interplay of different coupling
mechanisms of the two Co-Fe layers: (1) indirect antiferromagnetic
interlayer exchange coupling across the Ru spacer, (2) ferromagnetic coupling
by pinholes in the Ru spacer and (3) exchange coupling between
the lower Co-Fe layer and the antiferromagnet Mn-Ir. The importance of
each contribution is discussed with respect to thermally activated diffusion
processes.
MA 13.52 Di 15:00 Bereich A
Kerr observations of asymmetric magnetization reversal in
CoFe-IrMn bi-layer systems — •Jeffrey McCord 1 and Roland
Mattheis 2 — 1 IFW Dresden, Helmholtzstr. 20, 01169 Dresden —
2 IPHT Jena, Albert-Einstein-Str. 9, 07745 Jena
The magnetization reversal process in the ferromagnetic layer of
exchange-biased CoFe-IrMn film structures, deposited by dc-magnetron
sputtering, is imaged Kerr microscopy. The amount of magnetization
rotation at different field directions is quantified by measuring the
longitudinal and transversal magnetization components during reversal.
A strong asymmetry, both in domain behavior and magnetization
loops, between the forward and recoil branch of the magnetization reversal
is found. The magnitude of asymmetry strongly depends on small
angle misalignments between the direction of exchange-bias and the external
magnetic field. The observed behavior is explained by anisotropy
dispersion in the ferro- and antiferromagnetic layer. Influencing the effective
anisotropy distribution in the CoFe-IrMn system leads to differently
pronounced asymmetries. The differences for both branches of the hysteresis
loop are described in terms of domain nucleation mechanisms due
to changes leading to an effectively wider anisotropy distribution.
MA 13.53 Di 15:00 Bereich A
Magnetic domain investigation in Co/Cu/FeMn trilayers — J.
Wang, •W. Kuch, F. Offi, L. I. Chelaru, M. Kotsugi, and J.
Kirschner — Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik, Weinberg
2, D-06120 Halle
The as-grown magnetic domain patterns of epitaxial single-crystalline
Co/Cu/FeMn trilayers were investigated by magnetic circular dichroism
domain imaging using photoelectron emission microscopy (XMCD-
PEEM). Small domains were observed when Co was deposited directly
on top of antiferromagnetic FeMn films. Inserting a Cu spacer layer between
the ferromagnetic Co layer and the antiferromagnetic FeMn layer,
the as-grown domain size increases continuously with increasing Cu layer
thickness, which is attributed to the decrease of the interlayer exchange
coupling between Co and FeMn layers. The average as-grown domain size
of the Co layer on top of a wedge-shaped Cu spacer layer as a function of
Cu thickness is analyzed in terms of interface coupling between Co and
FeMn across the Cu layer, using a model of random fields at the surface
of the antiferromagnetic FeMn layer [1]. The apparent coupling energy
estimated from that model was found to depend also on Co thickness.
This is ascribed to kinetic barriers hindering the formation of larger domains
from smaller domains. No evidence for an oscillatory behavior of
the exchange coupling was found.
[1] S. Zhang et al., J. Magn. Magn. Mater. 198–199, 468 (1999).
MA 13.54 Di 15:00 Bereich A
Magnetische Grenzflächenanisotropien in Fe/V2O3 und
Co/V2O3-Doppellagen — •Christian Tusche, Björn Sass und
Wolfgang Felsch — I.Physikalisches Institut, Universität Göttingen
Die magnetische Anisotropie in Dünnschichtstrukturen wird wesentlich
durch Beiträge von Grenzflächen und Oberflächen bestimmt. Zur
Untersuchung solcher Effekte wurden dünne Schichten aus Fe und Co
(d=5-10nm) auf (11¯20) orientierte V2O3-Schichten deponiert. Die V2O3-
Schichten wachsen epitaktisch auf Saphir und zeigen die Eigenschaften
des Volumenmaterials, insbesondere den charakteristischen Übergang aus
der paramagnetisch metallischen (PM) in die antiferromagnetisch isolierende
Phase (AFI) bei etwa 160K[1]. Die Fe- und Co-Schichten zeigen
eine ausgeprägte magnetische Anisotropie in der Schichtebene, die
auf dipolare Wechselwirkung, induziert durch die facettierte Oberfläche
der V2O3-Schichten, zurückgeführt werden kann. Bei den Co-Schichten
kommt in der AFI-Phase eine deutliche Austauschanisotropie (exchange
bias) hinzu, die zu einer Reorientierung der magnetisch leichten Richtung