Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Magnetismus Mittwoch
Hauptvortrag MA 14.2 Mi 14:30 H10
Ultrafast magnetization dynamics in pump probe experiments
— •M. Münzenberg 1 , M. Lüttich 1 , P. Moschkau 1 , M. Djordjevic
1 , G. Eilers 1 , S. Bretschneider 1 , A. Parge 1 , P. Guderian 1 ,
T. Kampfrath 1 , R. G. Ulbrich 1 , B. Sass 2 , F. Leuenberger 2 , W.
Felsch 2 , T. H. Kim 3 , and J. S. Moodera 3 — 1 IV. Phys. Inst., Universität
Göttingen — 2 I. Phys. Inst., Universität Göttingen — 3 Francis
Bitter Magnet Laboratory, MIT, USA
Ultrafast magnetization dynamics is a new evolving field having tools
at hand to reach new frontiers in ultrafast spin dynamics: all optical
pump experiments with Ti:Sapphire oscillators can explore electron excitations
on a timescale of 50 fs to >100 ps. They are accompanied by
a change in the reflectivity due to the nonequlibrium distribution of the
MA 15 Magnetische dünne Schichten I
excited electrons. In ferromagnetic systems the spin system is almost instantaneously
demagnetized. Origin is a coupling of the electron, spin
and lattice temperatures (three temperature model). Changing optical
properties lead to a change in the Kerr rotation and ellipticity with non
magnetic origin but can be separated by a variation of the probe beam
wave length as proposed by Kampfrath. This is even more important on
a longer time scale where phonon shock waves and magnetic excitations
dominate the dynamics. For this regime we simulate the demagnetization
effect in the order of 5-10% using the oommf code: the magnetic Eigen
states of nanostructured rectangular structures are strongly dominated
by the dipolar stray fields of the curling magnetization of the S state. Ultrafast
dynamics is also accessible by the use of photoconductive switches
that allow to excite the spin system directly.
Zeit: Mittwoch 15:15–17:45 Raum: H10
MA 15.1 Mi 15:15 H10
Co/Cu/Ni-Dreilagen nahe ihrer Curie-Temperaturen: Untersuchungen
mittels magnetischem Röntgenzirkulardichroismus —
•C. Sorg, M. Bernien, H. Wende, A. Scherz, N. Ponpandian und
K. Baberschke — Institut für Experimentalphysik, Freie Universität
Berlin, Arnimallee 14, D-14195 Berlin-Dahlem, Germany
Mittels magnetischem Röntgenzirkulardichroismus (XMCD) wird die
elementspezifische Ni-Magnetisierung in Co/Cu/Ni-Dreilagen untersucht.
In diesen Dreilagen sind die beiden ferromagnetischen Schichten
aus Ni und Co über die Cu-Zwischenschicht indirekt gekoppelt. Frühere
Experimente haben gezeigt, dass sich die Ni-Ordnungstemperatur T Ni
C
in Anwesenheit einer Interlagenaustauschkopplung deutlich um ∆TNi
zu höheren Temperaturen verschiebt [1]. Theoretische Untersuchungen
schreiben diesen Effekt dem Einfluss von Spin-Fluktuationen in
zweidimensionalen (2D) Systemen zu. Diese Rechnungen ergeben, dass
die relative Verschiebung ∆TNi/T Ni
C sowohl mit abnehmender Ni-Dicke
als auch mit zunehmender Kopplungsstärke Jinter zunimmt [2]. Um
den Einfluss der Kopplung systematisch zu studieren, untersuchen
wir ∆TNi/T Ni
C für zwei Serien von Proben: In der ersten Serie wird
ausschließlich die Cu-Dicke und damit Jinter geändert. In der zweiten
variieren wir nur die Ni-Schichtdicke. Es zeigt sich, dass für dünnere
Ni-Filme der Effekt der Spin-Fluktuationen zunimmt. Gefördert durch
BMBF (05 KS1 KEB 4).
[1] P. Poulopoulos and K. Baberschke, Lecture Notes in Physics, Springer
580, 283 (2001)
[2] P. Jensen et al., Phys. Rev. B 60, R14994 (1999)
MA 15.2 Mi 15:30 H10
Magnetische und elektronische Eigenschaften von zweidimensionalen
Fe-Mn und Co-Fe Legierungen — •Marco
Pratzer und Hans-Joachim Elmers — Institut für Physik,
Universität Mainz, Staudingerweg 7, D-55099 Mainz
Die magnetischen und elektronischen Eigenschaften von binären Legierungsmonolagen
können sich von den entsprechenden Volumenlegierungen
stark unterscheiden. Eine Schlüsseleigenschaft ist die Magnetisierung,
die sich mit der mittleren Zahl der Elektronen pro Atom N ändert (Slater-
Pauling-Kurve). Nimmt man an, die Bandstruktur sei unabhängig von
der Legierungszusammensetzung, so würde sich mit der Zunahme von N
nur die Fermie-Energie erhöhen. Mit der Variation von N sollte es somit
möglich sein, die Fermie-Energie auf ein Maximum der Zustandsdichte
einzustellen, um eine möglichst grosse Magnetisierung zu erreichen. Daher
haben wir Fe-Mn und Co-Fe Legierungsmonolagen auf einem W(110)
Substrat präpariert. Wie aus LEED-Untersuchungen hervorgeht wachsen
alle Legierungen für Bedeckungen unter 0,7 ML pseudomorph. Damit ist
die Gitterkonstante für alle Zusammensetzungen gleich. Mit Hilfe von
Tunnelstromspektroskopie und Kerr-Magnetometrie konnten wir einen
direkten Zusammenhang zwischen den magnetischen Eigenschaften und
der lokalen Zustandsdichte zeigen. Anders als bei den entsprechenden
Volumenlegierungen findet man ein Maximum von TC und der Kerr-
Drehung bei der reinen Fe-Monolage. Für die Fe-Mn Legierungen nimmt
die Kerr-Drehung bei kleiner werdender Fe-Konzentration mit einer Rate
von ∆µ/∆ x=(-8±2)µB/Atom rasch ab.
MA 15.3 Mi 15:45 H10
Phase diagram of thin FexCo1−x alloy films on Cu(100) —
•Hristo Kolev 1 , Georgi Rangelov 1 , Jürgen Braun 1 , Hyungdon
Kang 2 , and Markus Donath 1 — 1 Physikalisches Institut, Universität
Münster, Wilhelm-Klemm-Str. 10, 48149 Münster — 2 Max-
Planck-Institut für Plasmaphysik, 85748 Garching
The technological relevance of thin magnetic alloy films has triggered
much scientific activity.
We studied the structure of thin FexCo1−x alloy films grown on Cu(100)
as a function of the film thickness d and Fe concentration x. Low-energy
electron diffraction was applied to determine the geometrical structure
of the films. Electronically structure information from appearance potential
spectroscopy gave us additional insight in the structural order of the
films. For this purpose, a detailed theoretical analysis of the appearance
potential spectroscopy data was necessary.
Three different regions of structural order have been observed in the alloy
as a function of x and d. In the first region, characterized by low Fe
concentrations, an fcc-structure was found. In the second region a tendency
against the fcc-structure has been observed. A mixture of fcc- and
bcc-order was identified in the alloy. For very high Fe concentrations the
fcc-structure recovers for films thinner than 10 ML.
Combining our structural information with data from the literature [1] we
were able to develop a comprehensive phase diagram of the thin FexCo1−x
films at room temperature for the two parameters Fe concentration x
and film thickness d. [1] Dittschar et al., J. Magn. Magn. Mat. 212, 307
(2000).
MA 15.4 Mi 16:00 H10
Thermal spin excitations in epitaxial ultrathin Fe films
on Au(001) — •W. Kipferl, M. Dumm, M. Sperl, and G.
Bayreuther — Institut für Experimentelle und Angewandte Physik,
Universität Regensburg, Universitätsstr. 31, 93040 Regensburg
Epitaxial ultrathin Fe films were grown on epitaxial Au surfaces by
molecular beam epitaxy. Epitaxial growth was achieved by using an Fe
seed layer and a Ag buffer layer on a GaAs(001) substrate. Epitaxial
quality and surface structure were verified in situ by RHEED and STM.
The magnetic properties of the samples were investigated by MOKE,
AGM and SQUID magnetometry between 10 and 350 K. All films have a
four-fold anisotropy with the easy axis along [110] below a thickness of 7
monolayers (ML) and along [100] for films thicker than 7 ML 1 . The temperature
dependence of the spontaneous magnetization for T < 0.5TC
can be well described by Bloch’s law, M(T) = M(0) × (1 − B T 3/2 ), for
all samples. With decreasing film thickness the spin wave parameter B
increases significantly compared to the bulk. Fe/Au(001) shows a dominating
four-fold anisotropy, while in Fe films on GaAs(001) 2 for the
thinnest films the magnetic behaviour is governed by a strong uniaxial
anisotropy. Thus, the comparison allows us to study the influence of the
intrinsic anisotropy on the spin excitations.
Support by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) is gratefully
acknowledged (Grant No. FOR 370).
References:
1 M. Brockmann et al., J. Appl. Phys. 81, 5047 (1997)
2 W. Kipferl et al., J. Appl. Phys. 93, 7601 (2003)