Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Magnetismus Dienstag
MA 13.120 Di 15:00 Bereich A
Fluxgate-Sensoren mit verbesserter Ausleseelektronik —
•Rainer Piel, Kai Kuchenbrandt, Kerstin Franke, Frank
Ludwig und Meinhard Schilling — Institut für Elektrische
Messtechnik und Grundlagen der Elektrotechnik, TU Braunschweig,
Hans-Sommer-Str. 66, D-38106 Braunschweig
Zur weiteren Erhöhung der Empfindlichkeit, zur Reduktion des Elektronikbeitrages
zum Systemrauschen sowie zur Verbesserung der dynamischen
Eigenschaften der von uns hergestellten drahtgewickelten und
Dünnschicht-Fluxgate-Sensoren haben wir eine verbesserte Ausleseelektronik
entwickelt, die auf der Detektion der zweiten Harmonischen der
Anregungsfrequenz basiert. Kernpunkt ist dabei eine deutliche Erhöhung
der Anregungsfrequenz von bisher 15 kHz auf 1 MHz. Zur Optimierung
der Schaltung wurden der Fluxgate-Sensor und die Rückkoppelelektronik
mittels PSPICE simuliert. Das Fluxgate-Modell zeigt eine sehr gute
Übereinstimmung mit den experimentellen Ergebnissen, die mit der 15
kHz-Elektronik an drahtgewickelten Fluxgate-Sensoren gemessen wurden.
Parallel zur Entwicklung einer verbesserten Rückkoppelelektronik wurde
an der weiteren Entwicklung der Technologie für die Herstellung von
Dünnschicht-Fluxgate-Sensoren gearbeitet. Zentraler Punkt ist dabei die
Optimierung der Herstellung des magnetischen Kerns, der gegenwärtig
aus einem Permalloy-Dünnfilm gefertigt wird. Der aktuelle Stand der
Sensorfertigung und Messergebnisse an Dünnschicht-Fluxgatesensoren
werden präsentiert.
MA 13.121 Di 15:00 Bereich A
Nutzung des GMI-Effektes bei Dünnfilm-Magnetfeldsensoren
— •H. Yakabchuk, C. Bethke, V. Tarasenko, H. Hammer und
E. Kisker — Institut für Angewandte Physik, Heinrich-Heine Universität
Düsseldorf, 40225 Düsseldorf
Extrem empfindliche Magnetfeldsensoren lassen sich auf der Basis des
GMI-Effektes (GMI: Giant Magneto-Impedance) realisieren. Hierbei wird
der Wechselspannungsabfall am Sensor als Funktion des angelegten externen
Magnetfeldes bei gegebenem HF-Strom gemessen. Die resultierende
Impedanzänderung kann bei geeignetem Sensormaterial und -aufbau
mehrere hundert Prozent betragen.
Während die meisten GMI-Sensoren mit weichmagnetischen, amorphen
Mikrodrähten realisiert sind, nutzen wir gesputterte, dreilagige Schichtsysteme
der Anordnung FeCuNbSiB/Cu/FeCuNbSiB. Der große Vorteil
gegenüber den GMI-Drähten ist die ausgeprägte Anisotropie dieser
Schichtsensoren bezüglich der Richtung eines angelegten externen Magnetfeldes.
Die Schichtsensoren eignen sich daher besonders gut zur Detektion
magnetischer Partikel.
Wir berichten über den Einfluß des Sensoraufbaus und Präparationsbedingungen
auf Größe und Phase des GMI-Effektes als Funktion der Frequenz
und Amplitude des HF-Stromes, sowie des äußeren Feldes. Sich
daraus ergebende Sensorkonzepte werden vorgestellt.
Gefördert vom BMBF, Förderkennzeichen 13N8128.
MA 13.122 Di 15:00 Bereich A
Thickness dependence of the spin-wave dispersion in ultrathin
Co films — •Markus Etzkorn 1 , P. S. Anil Kumar 1 , W. Tang 1 , R.
Vollmer 1 , H. Ibach 2 , and J. Kirschner 1 — 1 Max-Planck Institut für
Mikrostrukturphysik, Weinberg 2, 06120 Halle — 2 Institut für Schichten
und Grenzflächen ISG3, Forschungszentrum Jülich, 52425 Jülich
We present spin polarized electron energy loss spectra of surface spin
waves in ultrathin Co films on Cu(001). Starting from our earlier studies
on 8 ML [1] we have explored the influence of reduced thickness on the
spin-wave dispersion down to 2,5 ML Co. The measured spin-wave energies
can be fitted surprisingly good by a dispersion curve derived from a
nearest neighbor Heisenberg model. Our analysis of the dispersion curves
indicates that the exchange coupling constant at the Co surface is not
significantly enhanced compared to its bulk value, in disagreement with
theoretical expectations [2,3]. At the surface Brillioun zone boundary the
spin-wave energy is independent of the thickness down to 2,5 ML indicating
a rather short range exchange coupling interaction not much beyond
the NN distance.
[1] R. Vollmer, M. Etzkorn, P. S. Anil Kumar, H. Ibach, and J. Kirschner,
Phys. Rev. Lett. 91 (2003) 147201.
[2] M. Pajda, J. Kudrnovsk´y, I. Turek, V. Drchal, and P. Bruno, Phys.
Rev. Lett. 85 (2000) 5424.
[3] S. S. A. Razee, J. B. Staunton, L. Szunyogh, and B. L. Györffy, Phys.
Rev. B 66 (2002) 094415.
MA 13.123 Di 15:00 Bereich A
Magnetkraftmikroskopische Untersuchungen ferromagnetischer
La0.7Ca0.3MnO3−δ/LaAlO3-Filme in variablen Magnetfeldern —
•Uwe Kaiser 1 , M. Liebmann 2 , A. Schwarz 1 , R. Wiesendanger 1 ,
U. H. Pi 3 , Z. G. Khim 3 , T. W. Noh 3 und D. W. Kim 4 — 1 IAP,
Mikrostrukturzentrum, Universität Hamburg — 2 Department of Mechanical
Engineering, Yale University, USA — 3 Seoul National University,
Seoul, Süd-Korea — 4 SAIT, Suwon, Süd-Korea
Mit einem Eigenbau-Magnetkraftmikroskop (Hamburg-Design [1])
wurden ferromagnetische La0.7Ca0.3MnO3−δ-Proben im Ultrahochvakuum,
bei tiefen Temperaturen und in variablen Magnetfeldern von bis zu
2 T untersucht. Die vier verwendeten Proben wurden mittels gepulster
Laserdeposition in zwei verschiedenen Schichtdicken (50 und 100 nm)
auf LaAlO3-Substrate epitaktisch aufgewachsen, wobei zwei der Proben
durch unterschiedliche Präparationen einen defizitären Sauerstoffgehalt
aufweisen (δ ≪ 1). Die Magnetisierung und die elektrische Leitfähigkeit
der Proben wurden mittels SQUID bzw. Vierpunktmessung bei
variabler Temperatur untersucht. Aufgrund der hohen Stabilität des
experimentellen Aufbaus des verwendeten Magnetkraftmikroskops
ist neben der Abbildung der Domänenstruktur im Nullfeld auch
die ununterbrochene Bildaufnahme während einer sehr langsamen
Magnetfeldrampe entlang der Hystereseschleife der Proben möglich.
Insbesondere können durch Differenzbildung aufeinander folgender
Bilder die einzelnen Ummagnetisierungsprozesse sichtbar gemacht
werden, um so das Domänenwachstum detailliert zu untersuchen.
[1] M. Liebmann et al., Rev. Sci. Instr. 73, 3508 (2002).
MA 14 Hauptvorträge Eisenmenger / Münzenberg
Zeit: Mittwoch 14:00–15:00 Raum: H10
Hauptvortrag MA 14.1 Mi 14:00 H10
Exchange Biased Nanostructures — •J. Eisenmenger 1,2 , Zhipan
Li 1 , O. Petracic 1 , I. V. Roshchin 1 , Kai Liu 3 , J. Nogués 4 , C.
Leighton 5 , H. Masuda 6 , K. Nishio 6 , and Ivan K. Schuller 1
— 1 Department of Physics, University of California, San Diego —
2 Abteilung Festkörperphysik, Universität Ulm, — 3 Department of
Physics, University of California, Davis — 4 ICREA and Departament de
Física, Universitat Autònoma de Barcelona, Bellaterra — 5 Department
of Chemical Engineering and Materials Science, University of Minnesota,
Minneapolis — 6 Applied Chemistry Department, Tokyo Metropolitan
University, Hachioji
increasing attention in recent years, motivated by the interesting physical
phenomena present and the potential for applications in the sensor
and storage industries. Magnetic nanostructures become particularly interesting
when they are in contact with other dissimilar magnetic materials,
e.g. ferromagnetic nanostructures which are in contact with an
antiferromagnetic substrate. In such exchange biased configurations, a variety
of interesting phenomena arise; the reversal mode of the ferromagnet
changes considerably, there is a noticeable change in the domain structure
and the magnetization can be stabilized by the additional anisotropy
which is an important aspect for small magnetic particles where thermal
fluctuation can easily cause superparamagnetic behavior. In a series of
experiments we studied these phenomena in nanostructured Fe/FeF2 bilayers
patterned by electron beam lithography and self assembly. Work
supported by AvH Foundation, AFOSR, DOE, NSF, and Cal(IT) 2 .