Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Magnetismus Dienstag
ness and composition of the films, as well as the substrate (GaAs(001)
and Au(001)).
This work is supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft
(SPP1133).
MA 13.62 Di 15:00 Bereich A
Spin-Wave Modes in an Inhomogeneously Magnetized Stripe —
•C. Bayer 1,2 , J.P. Park 2 , H. Wang 2 , M. Yang 2 , C.E. Campbell 2 ,
and P. Crowell 2 — 1 Fachbereich Physik und Forschungsschwerpunkt
MINAS, Technische Universität Kaiserslautern, 67663 Kaiserslautern —
2 School of Physics and Astronomy, University of Minnesota, Minneapolis,
Minnesota 55455, USA
Soft magnetic materials such as permalloy often have a very simple
magnetic microstructure which is not single domain. It is physically interesting
to ask whether such systems have collective excitations, i.e.
spin-wave modes. We have studied the dynamic properties of an inhomogeneously
magnetized 18nm thick and 2.3µm wide permalloy stripe
using time-resolved Kerr microscopy. If the magnetic field, which is applied
along the width of the stripe, is close to the shape anisotropy field,
the equilibrium magnetization is strongly inhomogeneous: at the edges it
is parallel to the stripe whereas it is aligned parallel to the applied field
in the center. For this case we find a new class of modes at higher frequencies
than that of the ordinary precessional mode at the center. These
modes span the entire width of the stripe and are therefore collective excitations
of the inhomogeneously magnetized region. Their effective wave
vector increases over an order of magnitude from the edges to the center.
Therefore this modes are totally dipolar dominated at the edges and have
mainly exchange character in the center. We will present experimental
data and semi-analytical calculations to confirm the proposed character
of these modes.
MA 13.63 Di 15:00 Bereich A
Zeitaufgelöste Magnetisierungsmessungen an Ferromagneten —
•J. Podbielski, F. Giesen, T. Korn, D. Heitmann und D. Grundler
— Institut für Angewandte Physik, Universität Hamburg, Jungiusstraße
11, 20355 Hamburg
Aktuelle Fragestellungen in der magnetischen Speichertechnologie betreffen
insbesondere die Dynamik von Magnetisierungsprozessen in ferromagnetischen
Mikrostrukturen. In diesem Zusammenhang sind gerade
in letzter Zeit neuartige zeitaufgelöste Messtechniken realisiert worden.
Wir präsentieren Messungen an strukturierten ferromagnetischen
Dünnfilmen, die wir mit Hilfe eines gepulst-induktiven Mikrowellenmagnetometers
(PIMM) durchgeführt haben. Im PIMM wird durch einen
schnellen Magnetfeldpuls in einem Mikrostreifenleiter die Magnetisierung
des Films ausgelenkt und das durch die Magnetisierungsdynamik induzierte
Spannungssignal mit einem Oszilloskop gemessen. Wir beobachten
ausgeprägte Oszillationen der Magnetisierung, die wir mit numerischen
Lösungen der Landau-Lifshitz-Gilbert-Gleichung vergleichen. Dieser Vergleich
läßt Rückschlüsse auf intrinsische Materialeigenschaften wie die
Dämpfung und auch auf die Trajektorie des Magnetisierungsvektors zu.
Wir finden im Speziellen, dass die exakte Pulsform einen deutlichen Einfluss
auf die Magnetisierungsdynamik nimmt. Wir danken für finanzielle
Förderung im Rahmen des BMBF-Projekts ” Spintronik“ (13N8283) und
des Graduiertenkollegs der DFG ” Nanostrukturierte Festkörper“.
MA 13.64 Di 15:00 Bereich A
Pump-Probe-Experimente zur Magnetisierungsdynamik von
Eisen-Mikrostrukturen — •Daniel Ravlic, Tobias Korn,
Jan Podbielski, Fabian Giesen, Christian Schüller und
Dirk Grundler — Institut für Angewandte Physik, Zentrum für
Mikrostrukturforschung, Universität Hamburg, Jungiusstraße 11, 20355
Hamburg
Die Untersuchung der Spin- und Magnetisierungsdynamik in ferromagnetischen
Mikrostrukturen ist grundlagenphysikalisch und technologisch
von großem Interesse. In unserem Experiment zur zeitaufgelösten Magnetisierungsmessung
benutzen wir im Speziellen schnelle Photoschalter, die
in Mikrostreifenleiter integriert sind. Mit einem ”pump“-Strahl aus einem
fs-Titan-Saphir-Laser generieren wir so Strompulse mit einer Anstiegszeit
von kleiner als 100 ps. Die kurzen Strompulse erzeugen Magnetfeldpulse,
die die Magnetisierung von Eisen-Mikrostrukturen auf dem Mikrostreifenleiter
auslenken. In ”pump-and-probe“-Konfiguration messen
wir dann den magneto-optischen Kerr-Effekt mit sub-ps-Zeitauflösung.
Wir beobachten ein oszillatorisches Verhalten der Magnetisierung, das die
durch die Strompulse angeregte Präzessionsbewegung der Magnetisierung
widerspiegelt. Mit einem statischen Hintergrundsmagnetfeld kann dabei
die zeitliche Periode von etwa 150 ps gezielt verändert werden. Die experimentellen
Ergebnisse vergleichen wir mit Simulationsrechungen, indem
wir die Landau-Lifschitz-Gilbert-Gleichung unter Einbeziehung der genauen
Pulsform numerisch lösen. Das Vorhaben wird gefördert durch das
Graduiertenkolleg der DFG ”Nanostrukturierte Festkörper“ und durch
das BMBF über Projekt 13N8283.
MA 13.65 Di 15:00 Bereich A
Dynamic time scales in all optical pump probe experiments —
•M. Djordjevic 1 , M. Lüttich 1 , P. Moschkau 1 , P. Guderian 1 ,
T. Kampfrath 1 , R.G. Ulbrich 1 , B. Sass 2 , F. Leuenberger 2 , W.
Felsch 2 , T.H. Kim 3 , J.S. Moodera 3 , and M. Münzenberg 1 —
1 IV. Phys. Inst., Universität Göttingen — 2 I. Phys. Inst., Universität
Göttingen — 3 Francis Bitter Magnet Laboratory, MIT, USA
Ultrafast and coherent optical control of magnetization in ferromagnetic
materials in the sub ns regime is a special field of interest for developing
spintronics. Magnetization dynamics upon laser heating is investigated
(Ti: Sapphire laser with 50fs duration of the pulse). Time
resolved magneto optical Kerr effect with double modulation technique
is used to simultaneously measure reflectivity, Kerr rotation and ellipticity
of ferromagnetic and non-magnetic thin films (Fe, Ni, Co, Al, Cu).
Optical artefacts lead to a non-magnetic contribution to the magnetic
signal but they can be controlled, for example, by a two colour probe
experiment. The mechanisms involved in ultrafast demagnetization can
be described with the three temperature model by relating electron and
spin temperature in the ps regime. In the domain of longer time scales
>100ps, standing spin waves and shock waves are observed. From the
precession dynamics the intrinsic Gilbert damping parameter and the
Eigen frequency of the magnetic precessional states can be determined.
MA 13.66 Di 15:00 Bereich A
Spin dynamics in Ca2+xY2−xCu5O10 — •Verena Kargl, Alex
Mirmelstein, and Peter Böni — Physik-Department E21, TU
München, 85748 Garching
Due to hole doping of its parent compound the copper oxide
Ca2+xY2−xCu5O10 features particularly remarkable charge and spin
dynamics. Consisting of only spin chains the compound series is
characterized as a 3D Heisenberg antiferromagnet in the doping range
0 ≤ x ≤ 1.2 with the magnetic moment and the the Néel-temperature
decreasing with higher Cu-valence [1]. Above the critical concentration
x ∼ 1.2, a dynamical spin chain behaviour dominates, changing to a
new spin coherent state in the highly doped composition Ca4.15Cu5O10
[2]. µSR- and neutron scattering measurements give insight in the static
and dynamic spin behavior developing with a change in the Ca/Y-ratio.
[1] A. Hayashi et al., Phys. Rev. B 58, 2678 (1998)
[2] G. I. Meijer et al., Phys. Rev. B 58, 14452 (1998)
MA 13.67 Di 15:00 Bereich A
Ultrafast Magnetization Dynamics in Antiferromagnets —
•N.P. Duong 1 , T. Satoh 1,2 , Th. Lottermoser 1 , and M. Fiebig 1
— 1 Max-Born-Institut, Max-Born-Straße 2A, 12489 Berlin — 2 RCAST,
The University of Tokyo, 4-6-1 Komaba, Meguro-ku, Tokyo 153-8904
Japan
The dynamic behavior of antiferromagnets is expected to be substantially
different from that of ferromagnets. Magnetic switching is facilitated
by the absence of a macroscopic magnetic moment, and reversal
of the antiferromagnetic order parameter within ∼ 10 fs was predicted.
Over the last decade the demagnetization behavior of many ferromagnetic
compounds and heterostructures has been studied. However, the spin dynamics
of antiferromagnets remains largely unknown. Here we report investigation
of antiferromagnetic Cr2O3, NiO, and RMnO3 (R = Y, Ho) by
optical pump-and-probe experiments. Magnetic second harmonic generation
(SHG) is used as probe of the antiferromagnetic order. Comparison
to crystallographic SHG and optical transmission and reflection allows
us to distinguish between the dynamics of the magnetic and nonmagnetic
sublattices. All three components exhibit temporal evolution of the
magnetic and crystallographic contributions on independent time scales,
thus indicating weak spin-lattice interaction. In NiO an oscillation of
the magnetic moment after the excitation is observed. In Cr2O3 different
temporal behavior of amplitude and phase of the magnetic signal is
demonstrated. In the hexagonal manganites the temporal evolution of a
magnetic phase transition is revealed.