Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Magnetismus Donnerstag
croscopy 3 (1978), 203
MA 26.7 Do 16:45 H10
Magnetisierungsstruktur überlappender Permalloy-
Nanoscheiben — •Michael Huber, Josef Biberger, Thomas
Haug, Thomas Uhlig, Josef Zweck und Dieter Weiss — Institut
für Experimentelle und Angewandte Physik, Universität Regensburg,
D-93040 Regensburg
Nanostrukturierte ferromagnetische Kreisscheiben zeigen oberhalb des
single-domain Limits eine magnetische Vortex-Struktur. In dieser Arbeit
wird untersucht, welche Magnetisierungskonfigurationen sich ausbilden
können, wenn zwei solcher Kreisscheiben mit jeweils gleichem Scheibendurchmesser
in Überlapp gebracht werden. Dazu wurden Strukturen aus
Permalloy mit Kreisdurchmessern von etwa 200 nm bis zu 1 µm und einem
Überlappungsgrad von 20 % des Scheibendurchmessers hergestellt.
Die Abbildung der Magnetisierung der Doppelscheiben erfolgte mit einem
Lorentz-Transmissions-Elektronenmikroskop (L-TEM).
Diese Magnetisierungszustände und ihr Umschaltverhalten in einem in
der Schichtebene angelegten Magnetfeld werden untersucht und mit mikromagnetischen
Simulationsrechnungen verglichen. Die Ergebnisse werden
vor dem Hintergrund einer Anwendung in MRAM Elementen, wie
von A. Arrott kürzlich vorgeschlagen [1], diskutiert werden. [1] A. Arrott:
Magnetic random access memories, Brown’s paradox und hysterons,
Journal of Magnetism and Magnetic Materials 258-259 (2003) 25-28
MA 26.8 Do 17:00 H10
Switching of single domain circular Permalloy dots observed
by electron holography — •Martin Heumann and Josef Zweck
— Universität Regensburg, Institut für Experimentelle und Angewandte
Physik, 93040 Regensburg
The switching behavior of deep submicron circular Permalloy nanomagnets
fabricated by electron beam lithography has been investigated.
The specimens were observed using a transmission electron microscope.
Holographic imaging provides sufficient magnetic resolution to observe
the switching of single nanodots with diameters down to 80nm at a thickness
of 6nm.
Permalloy dots of some hundred nanometers in diameter show a vortex
magnetization scheme in remanence while with decreasing size and thickness
a single domain magnetization scheme is expected to be energetically
more favorable. Theoretical considerations lead to a phase-transition-like
behavior.
Particles with about 100nm diameter and 6nm film thickness are expected
to be in a single domain state. The experiment shows a single
domain state during the whole switching process which takes place at
external fields of only a few Oerstedt.
For slightly larger and thicker particles (e.g. 160nm diameter and 8nm
thickness) the magnetization reversal runs via the formation of a c-state.
But no vortex is formed either.
MA 26.9 Do 17:15 H10
First-principles calculations of metallic nanowires and carbon
nanotubes on the base of FLAPW method: magnetism in hybrid
structures — •Yuriy Mokrousov, Gustav Bihlmayer, and
Stefan Blügel — Institut für Festkörperforschung, ForschungszentrumJülich,
Germany
We present a new method for carrying out ab initio calculations of the
ground state electronic properties of metallic nanowires and carbon nanotubes
within density functional theory. The method is implemented in
the FLEUR code, an implementation of the full-potential linearized augmented
plane-wave method. Our method allows to include a wide variety
of chiral symmetries known for tubular and one-dimensional systems. To
show the power and correctness of the method we concentrate on some
typical model structures explored in the field of nanospintronics: hybrid
structures Fe@Au(6,0) and Fe(6,3)@SWNT(9,0). We apply our recently
developed method for calculating band structures, densities of states, total
energies, forces, atomic relaxations, spin-orbit coupling effects and
magnetism in these systems using LDA and GGA. The results are compared
with those in literature where available.
MA 26.10 Do 17:30 H10
Multipolare Anisotropie magneto-statisch gekoppelter periodischer
Nanostrukturen — •Nikolai Mikuszeit, Elena Y. Vedmedenko
und Hans Peter Oepen — Institut für Angewandte Physik,
Universität Hamburg, Jungiusstr. 11a, 20355 Hamburg
Die magnetostatische Energieminimierung erzwingt in magnetischen
Strukturen die Ausbildung von Domänen. Gleichzeitig wird das Streufeld
sehr klein oder verschwindet sogar. Unterhalb einer kritischen Größe werden
Mikromagnete eindomänig und erzeugen Streufelder [1]. Folglich koppeln
eindomänige magnetische Partikel in periodischen Überstrukturen.
Grundsätzlich läßt sich die Kopplung analytisch berechnen; dieses ist
für komplexe Teilchengeometrien und große Teilchenzahlen aufwendig.
Zur Vereinfachung beschränken sich Rechnungen oft auf die Dipol-Dipol-
Wechselwirkung [2]. Wenn mit zunehmender Miniaturisierung der Teilchenabstand
in die Größenordnung der Teilchenabmessungen gelangt, ist
die Dipol-Näherung nicht mehr ausreichend [3]. Höhere Multipolmomente
tragen merklich zur Kopplungsenergie bei. Die Symmetrie der höheren
Momente führen zur Anisotropien höherer Ordnung. Wir stellen unsere
Ergebnisse zur Multipolentwicklung und Multipolwechselwirkung vor
und zeigen, daß die Symmetrie der Nanostrukturen und der periodischen
Anordnung zu Anisotropiebeiträgen führen.
[1] W. F. Brown, Phys. Rev. 105, 1482 (1957)
[1] T. Aign et al., Phys. Rev. Lett. 81, 5656 (1998)
[3] P. Politi et al., Phys. Rev. B, 66, 214414 (2002)
MA 26.11 Do 17:45 H10
Alterungsverhalten einzelner nanostukturierter Permalloy-
Drähte — •S.F. Fischer, S. Hacia, T. Last und U. Kunze —
Werkstoffe und Nanoelektronik, Ruhr-Universität Bochum, D-44780
Bochum
Magnetische Hysteresen von weichmagnetischen Permalloy (Py)
Mikro- und Nanostrukturen können bei geeigneter Wahl der Geometrie
massgeschneidert werden. Bei Dicken von wenigen Nanometern kann
jedoch Alterung durch Oxidation der Oberflächen, Strukturkanten
sowie Korngrenzen die elektrischen und magnetischen Eigenschaften
modifizieren. In dieser Arbeit wird das Alterungsverhalten von
Py-Drähten, wie sie als Elektroden in lateralen Spinventilstrukturen
[1] verwendet werden, in Abhängigkeit der Drahtbreite (200-5000 nm)
und Drahtdicke (5-50 nm) sowie von Au-Deckschichten untersucht.
Py-Drähte (150 µm Länge) wurden mittels Elektronenstrahllithographie,
-verdampfung und anschließendem Lift-off hergestellt und einzeln
kontaktiert [2]. Zunahme des Drahtwiderstands, Nicht-Linearitäten
in Strom-Spannungskennlinien, sowie Hystereseasymmetrien des
anisotropen Magnetowiderstands nach Abkühlen im Magnetfeld treten
als Alterungseffekte infolge von Oxidbildung (Ni-O, Fe-O) auf.
[1] S. Hacia, et al., J. Superconductivity 16, 187 (2003).
[2] T. Last, et al., J.Magn.Mat.Mater. (2004), in press.
MA 26.12 Do 18:00 H10
Domain wall orientation in magnetic nanowires: Anisotropy of
the exchange interaction — •André Kubetzka, Elena Vedmedenko,
Kirsten von Bergmann, Oswald Pietzsch, Matthias
Bode, and Roland Wiesendanger — Institute of Applied Physics,
University of Hamburg, Jungiusstrasse 11, D-20355 Hamburg, Germany
Scanning tunneling microscopy reveals that domain walls in two atomic
layers thick Fe nanowires on W(110) are oriented along the [1¯10] crystallographic
direction, regardless of the orientation of the wires. Micromagnetic
continuum theory with an isotropic exchange stiffness, however,
predicts the walls to be oriented perpendicular to the wire axis. We
demonstrate by MC simulations on a discrete lattice that the wall orientation
is determined by the atomic lattice structure and the strength
of an anisotropic Heisenberg-like exchange interaction. The magnetic
anisotropy and the magnetostatic energy which can govern wall directions
in bulk material do not play any role in the ultrathin film limit.
MA 26.13 Do 18:15 H10
Ummagnetisierungsverhalten alternierender magnetischer Elemente
— •Katharina Theis-Bröhl 1 , Andreas Westphalen 1 ,
Hartmut Zabel 1 , Karsten Rott 2 und Hubert Brückl 2 —
1 Institut für Experimentalphysik/ Festkörperphysik, Ruhr-Universität
Bochum, 44780 Bochum — 2 Institut für Physik, Universität Bielefeld,
Universitätsstr. 25, 33615 Bielefeld
Eine periodische Anordnung schmaler und breiter magnetischer Streifen
wurde hinsichtlich ihres Ummagnetisierungsverhaltens untersucht.
Die laterale Struktur besteht aus 90 nm dicken Fe-Streifen mit einer
Länge von 30 µm und Breiten von 1 bzw. 1.6 µm. Die Streifen sind alternierend
angeordnet und haben einen Zischenraum von 0.7 µm. Die
magnetische Anisotropie der Streifen ist zweizählig und wird durch ihre
Geometrie bestimmt. Die leichte Achse liegt entlang der Streifenrichtung.
Durch die unterschiedliche Breite der Streifen ist die Formaniso-