Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Magnetismus Dienstag
MA 13.74 Di 15:00 Bereich A
Magnetization of a two phase nano-amorphous ferromagnet —
•H. Bremers, J. Hesse, O. Hupe, C. Hofmeister, and O. Michele
— Institut für Metall- und Nukleare Festkörperphysik, TU Braunschweig,
Mendelssohnstr. 3, 38106 Braunschweig
At the last spring conference we have presented a description of magnetization
measurements of the System Fe-Nb-Cu-B after different heat
treatments. With increasing temperature of the treatment this leads to
an increasing concentration of nanometer sized iron bcc grains in a remaining
ferromagnetic amorphous matrix. The parameters gained by this
description allow us to give a complete, but idealized picture of the magnetic
behaviour of such systems. By using this description we are able to
extend the magnetization curve towards high tempartures which are not
accessible to measurements due to further crystallisation of the sample.
MA 13.75 Di 15:00 Bereich A
Magnetic relaxation and ordering in nanostructured thin films
during growth: A cluster Monte Carlo study — •Roman Brinzanik,
Peter J. Jensen, and Karl Heinz Bennemann — Institut
für Theoretische Physik, Freie Universität Berlin, Arnimallee 14, D-14195
Berlin, Germany
We calculate the nonequilibrium and equilibrium remanent magnetization
of inhomogeneous island-type thin films. The transition from
dipole-coupled islands at low coverages to a strongly connected ferromagnetic
film at high coverages during film growth is analysed [1]. The
single-island magnetic anisotropy and inter-island dipole and exchange
couplings are taken into account. A cluster Monte Carlo method is developed
which includes coherent magnetization rotations of connected
islands. This method enables calculations of the magnetic properties in
the whole coverage range within the same model [2].
For coverages below the percolation threshold, we obtain collectively
ordered magnetic states due to the dipole interaction with ordering temperatures
of 1 – 10 K for the assumed model parameters. The anisotropy
causes pronounced nonequilibrium effects with blocking temperatures of
the order 10 – 100 K. The dipole interaction somewhat increases the
blocking temperatures.
[1] U. Bovensiepen, P. Poulopoulos, W. Platow, M. Farle, K. Baberschke,
J. Magn. Magn. Mater. 192, L386 (1999)
[2] R. Brinzanik, P. J. Jensen, K. H. Bennemann, Phys. Rev. B 68, 174414
(2003)
MA 13.76 Di 15:00 Bereich A
Phasengrenze und statische Ummagnetisierung in zylinderförmigen
Mikromagneten — •F. Steinbauer, C. Back und
H. Hoffmann — Institut für Experimentelle und Angewandte Physik,
Universität Regensburg
Die analytische Berechnung der (Grundzustands-)Phasengrenze zwischen
vortex-Zustand und single-domain-Zustand in zylinderförmigen
Mirkomagneten hat gezeigt [H. Hoffmann and F. Steinbauer, J. Appl.
Phys. 92 (2002) 5463], daß durch Einbringen einer magnetischen Anisotropie
der in dünnen Mikromagneten ansonsten bevorzugte vortex-
Zustand durch den nun energetisch günstigeren single-domain Zustand
verdrängt wird.
Durch hochauflösende MOKE-Messungen wurden nun die Magnetisierungskurven
von einzelnen dünnen zylinderförmigen Mikromagneten
bis hinab zu einem Durchmesser von 1µm aufgenommen. Durch diese
Messungen konnte das Auftreten des single-domain Zustandes nachgewiesen
werden. Weiterhin wurde die Ummagnetisierung in Abhängigkeit
des Durchmessers und magnetischer Parameter systematisch untersucht.
Dabei zeigt sich, daß das Schaltfeld zu kleineren Durchmessern hin zunimmt.
MA 13.77 Di 15:00 Bereich A
Bildung von Fe und Fe-C Nanopartikeln in einem Heißwandreaktor
— •B. Rellinghaus 1 , J. Knipping 1 , P. Roth 1 , T. Hülser 2 ,
E. Duman 2 und M. Acet 2 — 1 Institut für Verbrennung und Gasdynamik
— 2 Institut für Physik. SFB 445, Universität Duisburg-Essen,
D-47048 Duisburg
Fe und Fe-C Nanopartikel wurden in einem Heißwand-Gasflussreaktor
bei Temperaturen im Bereich 400 o C ≤ TR ≤ 700 o C unter Verwendung
von Fe(CO)5 als Precursormaterial und unter (optionaler) Zugabe von
C2H4 präpariert. Die Partikel wurden durch thermische Zersetzung von
Fe(CO)5 und nachfolgende homogene Nukleation und Brown’sche Koagulation
im kontinuierlichen N2-Gasstrom gebildet. Das C2H4 wurde dabei
durch heterogene Katalyse an den Eisenkeimen dissoziiert. Die Partikel
wurden ex-situ mit XRD, (HR)TEM, EELS und SQUID-Magnetometrie
charakterisiert. Partikel, die unter Ausschluss von C2H4 gewonnen wurden,
bestehen aus Eisenkernen, die nach der Entnahme aus dem Reaktor
an der Oberfläche oxidisch passiviert sind. Magnetisierungskurven dieser
Partikel besitzen nach Kühlen in externen Magnetfeldern unterhalb von
T = 50K die typische durch die Austauschanisotropie bewirkte Asymmetrie
(Hex(5K) = 0.55kOe). Unter Zugabe von C2H4 wurden abhängig
von TR und der Verweilzeit τR im Reaktor zunächst mit Zementit (Fe3C)
umhüllte Fe-Partikel (0.05s ≤ τR ≤ 1.5s, 400 o C ≤ TR ≤ 600 o C) und
schließlich einphasige Fe3C-Partikel gebildet (τR = 1.5s, TR = 700 o C).
Das metastabile Fe3C zerfällt bei thermischer Nachbehandlung der Partikel
in Fe und Graphit. Die strukturellen und magnetischen Eigenschaften
sowie die Bildungskinetik dieser Kern-Hülle Partikel werden diskutiert.
MA 13.78 Di 15:00 Bereich A
Selbstorganisation von Kobaltpartikeln in Lösung und auf
Substraten — •Daniela Sudfeld 1 , Inga Ennen 1 , Andreas
Hütten 1 , Günter Reiss 1 , Klaus Wojczykowski 2 , Peter Jutzi 2 ,
Oliver Michele 3 , Heiko Bremers 3 und Jürgen Hesse 3 —
1 Universität Bielefeld, Fakultät für Physik, Universitätsstraße 25,
D-33615 Bielefeld — 2 Universität Bielefeld, Fakultät für Chemie,
Universitätsstraße 25, D-33615 Bielefeld — 3 Institut für Metallphysik
und Nukleare Festkörperphysik, Technische Universität Braunschweig,
Mendelssohnstraße 3, D-38106 Braunschweig
Die Selbstorganisation von ligandenstabilisierten Kobalt-Nanoteilchen
ist ausgehend vom ferrofluiden Zustand in der Lösung bis hin zur Bildung
von Monolagen auf unterschiedlichen Substraten untersucht worden.
Zur Teilchengrößencharakterisierung in dem gefrorenen Ferrofluid sind
Sqiud-Messungen als Mikrostruktursonde eingesetzt worden. Die resultierenden
Teilchengrößenverteilungen der Kobaltmonolagen sind mit Hilfe
von Transmissionselektronenmikroskopie bestimmt worden. Der Vergleich
beider Messungen erlaubt Rückschlüsse über die Umsetzung der
Teilchengröße im Ferrofluid auf diejenige der Monolage im Festkörper.
Darüber hinaus lassen sich die magnetischen Wechselwirkungen der
Kobaltmonolage, die bei Raumtemperatur mittels AGM bestimmt werden
konnten, mit denen im Ferrofluid vergleichen.
MA 13.79 Di 15:00 Bereich A
Magnetization experiments on frozen ferrofluids — •O.
Michele 1 , J. Hesse 1 , H. Bremers 1 , E. K. Polychroniadis 2 ,
K. G. Efthimiadis 2 , and H. Ahlers 3 — 1 Institut für Metallphysik
und Nukleare Festkörperphysik, TU Braunschweig, Mendelssohnstr.
3, 38106 Braunschweig, Germany — 2 Department of Physics,
Aristotle University of Thessaloniki, GR 54006 Thessaloniki, Greece
— 3 Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, 38116
Braunschweig, Germany
Particle ensembles consisting of nano-Co particles fixed in space by
freezing ferrofluids are investigated. In frozen ferrofluids a well defined low
temperature magnetic state of the nanoparticle system can be achieved.
We distinguish between textured samples (preferred orientation of easy
axes) and non-textured with randomly oriented easy axes. Considering
the magnetization curves of such systems bears in principle the possibility
to distinguish between influences arising from particles anisotropy
and particle-particle interaction. Our intention is to present new experimental
strategies aiming to separate these influences from magnetization
measurements versus temperature. In another approach we analyzed the
susceptibility derived from magnetization measurements and determined
the mean magnetic moment of the particles and an additional field which
may be caused by the anisotropy of the particles or the interaction between
them. Transmission electron microscopy was used for the direct
measurement of the particles sizes and their size distribution.
MA 13.80 Di 15:00 Bereich A
Magnetic characterization of monodispersed and oxide-coated
Fe cluster assemblies — •O. Michele 1 , J. Hesse 1 , H. Bremers 1 ,
D.L. Peng 2 , K. Sumiyama 2 , T. Hihara 2 , S. Yamamuro 2 , H.
Ahlers 3 , and K. Weyand 3 — 1 Institut für Metallphysik und
Nukleare Festkörperphysik, TU Braunschweig, Mendelssohnstr. 3, 38106
Braunschweig, Germany — 2 Department of Materials Science and
Engineering, Nagoya Institute of Technology, Nagoya 466-8555, Japan
— 3 Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, 38116
Braunschweig, Germany
Monodispersed and oxide-coated Fe cluster assemblies were prepared
using a plasma-gas-condensation style cluster beam deposition apparatus.
The characterization of four different samples is presented using electron