Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Magnetismus Freitag
MA 30 Magnetische dünne Schichten III
Zeit: Freitag 10:45–12:45 Raum: H10
MA 30.1 Fr 10:45 H10
A XMCD study of GdN thin films and GdN/Fe Multilayers
— •Frank Leuenberger 1 , Anne Parge 1 , Kai Fauth 2 , François
Baudelet 3 , Christine Giorgetti 3 , Thomas Neisius 4 , Olivier
Mathon 4 und Wolfgang Felsch 1 — 1 I. Physikalisches Institut
Göttingen, Bunsenstr. 9, 37073 Göttingen — 2 Experimentelle Physik
IV, Universität Würzburg — 3 LURE, Centre Universitaire Paris-Sud,
France — 4 ESRF, BP 220, F-38043 Grenoble Cedex, France
In contrast to most rare-earth pnictides that are semimetals, there is
an uncertainty about the ferromagnet GdN. Recent calculations predict
GdN to be a semiconductor with a narrow indirect gap of 0.8eV [1], but
it is not clear if the gap closes below TC (∼60K) leading to a half- or
semimetal. The ferromagnetic exchange in GdN via 4f-5d-4f as well as
the antiferromagnetic via 5d-2p-5d is shown here by measureing the Gd
L2,3-, Gd M4,5- and the N K- edge dichroic signal. In case of the N-K dichroism
a preliminary LSDA+U calculation from H. Ebert an coworkers
shows a rough consistence with the measured signal, but can not explain
the whole singal. In GdN/Fe multilayers XMCD is the ideal method to
extract magnetic effects at the interface. Measurements of the dichroism
at the L and M edges of Gd show that the Fe induces magnetic order
on the Gd-5d and 4f states above TC(GdN) on a length scale of a few ˚A
near the interfaces by strong 3d-5d hybridization.
[1] W. R. L. Lambrecht, Phys. Rev. B, 62, 13538 (2000)
[2] R. E. Camley, Phys. Rev. B, 39, 12316 (1989)
MA 30.2 Fr 11:00 H10
Magnetism of thin Fe films on GaAs — •Michal Kosuth, Voicu
Popescu, and Hubert Ebert — Department Chemie / Physikalische
Chemie, Universität München, Butenandstr. 5-13, D-81377 München,
Germany
The electronic and magnetic properties of thin Fe layers on GaAs have
been studied using the fully-relativistic TB-KKR band structure method.
The most important features observed in the magnetisation profiles are
that no magnetically dead layers occur and there is an appreciable induced
magnetisation in the semiconductor subsystem. An increase of
the orbital moment in the Fe layers both at the surface as well as at
the Fe/semiconductor interface has been observed. Calculations of the
magnetocrystalline anisotropy energy for thin layers of Fe on a semiconductor
substrate confirm the preferable in-plane magnetisation with a
noticeable uniaxial character in accordance with experiments. To go beyond
the ideal Fe/GaAs interface, relaxation of the interface layer has
also been accounted for. Its quantitative and qualitative effects to the
magnetic properties will be presented and discussed.
MA 30.3 Fr 11:15 H10
Magnetismus an Fe/InAs(001) Grenzflächen — •Robert Peters
und Werner Keune — Laboratorium für Angewandte Physik, Universität
Duisburg-Essen, 47048 Duisburg, Germany
Die Injektion von spinpolarisierten Elektronen von einem Ferromagneten
in einen Halbleiter ist ein aktuelles Forschungsthema. Fe/InAs
ist ein möglicher Kandidat [1]. Dabei ist die Grenzflächenbeschaffenheit
ein wichtiger Aspekt [2]. Mit Mössbauerspektroskopie (CEMS) und
der Sondenschichtmethode ist es möglich, das magnetische Verhalten
des Fe-Films direkt an der Grenzschicht zu untersuchen. Zu diesem
Zweck wurde eine 4 ML dicke 57 Fe-Sondenschicht an der Grenzfläche
bei verschiedenen Substrattemperaturen TS = -125, 20 und 100 ◦ C
mittels MBE deponiert und mit RHEED kontrolliert. Die CEM
Spektren der Grenzflächensondenschicht wurden mit zwei Unterspektren
charakterisiert: (1) Ein reines bcc-Fe-Unterspektrum (Hyperfeinfeld
Bhf = 33.0 T) und (2) gestörtes bcc-Fe an der Grenzfläche mit einer
magn. Hyperfeinfeldverteilung P(Bhf), welche ein mittleres Hyperfeinfeld
〈Bhf〉 von 23 − 27 T ergibt. Dies entspricht einem relativ großen
lokalen Moment µFe von ≈ 1.5 − 1.8 µB an der Grenzfläche. Bei einem
Abstand der 57 Fe-Sondenschicht von 4 ML zur Grenzfläche sind die
Grenzflächeneffekte noch deutlich zu erkennen, aber bei einem Abstand
von 20 ML sind sie vernachlässigbar. Die Effekte sind vermutlich auf in
bcc-Fe gelöste As-Atome zurückzuführen.
Gefördert durch DFG (SFB 491).
[1] H. Ohno et al., Jpn. J. Appl. Phys 43 (2003) L87
[2] M. Zwierzycki et al., Phys. Rev. B 67 (2003) 092401
MA 30.4 Fr 11:30 H10
Struktur und Magnetismus von L10-geordneten FePt-Schichten
auf GaAs(001) — •Ellen Schuster 1 , Werner Keune 1 , Till
Schmitte 2 und Hartmut Zabel 2 — 1 Angewandte Physik, Universität
Duisburg-Essen, 47048 Duisburg, Germany — 2 Experimentalphysik
/ Festkörperphysik, Ruhr-Universität-Bochum, 44780 Bochum, Germany
Dünne Schichten mit senkrechter magnetischer Anisotropie (PMA)
auf Halbleitern sind für Anwendungen interessant. Es werden Resultate
an epitaktischen FePt-Schichten auf GaAs(001) (4 × 6) vorgestellt,
welche in der L10-Struktur eine große uniaxiale magnetokristalline
Anisotropie aufweisen. Untersucht wurden Proben, die mittels MBE
durch Lagenwachstum sowie durch Koverdampfen stöchiometrischer wie
auch nichtstöchiometrischer Legierungen bei unterschiedlichen Wachstumstemperaturen
TS hergestellt wurden. RHEED Untersuchungen zeigen,
dass diese FePt-Schichten auf einer 30˚A dicken Fe-Keimschicht, gefolgt
von einer 60˚A dicken Pt-Pufferschicht, epitaktisch wachsen. Die
langreichweitige Ordnung der L10-Stuktur konnte durch Röntgenbeugung
(XRD) bestimmt werden. Der chemische Ordnungsparameter steigt mit
zunehmender TS von nahezu Null bei TS = 200 ◦ C auf etwa 0,7 für
TS = 350 ◦ C an. Die lokalen magnetischen Eigenschaften wurden mittels
57 Fe-Mössbauerspektroskopie (CEMS) bei Raumtemperatur bestimmt.
Aus den CEM-Spektren wurden die Anteile der L10-geordneten und der
ungeordneten Phase bestimmt. Beide Phasenanteile zeigten bevorzugt
senkrechte Fe-Spinorientierung. Makroskopisch wurde die PMA anhand
von mittels polarem MOKE gemessenen Hystereseschleifen nachgewiesen.
Gefördert durch DFG (SFB491)
MA 30.5 Fr 11:45 H10
Phase formation, microstructure and hard magnetic properties
of electrodeposited FePt films — •Karin Leistner, Elke
Backen, Barbara Schüpp, Martin Weisheit, Ludwig Schultz,
Heike Schlörb, and Sebastian Fähler — IFW Dresden, Helmoltzstr.
20, 01069 Dresden
FePt is interesting for use in microelectromechanical systems and magnetic
recording due to its high magnetocrystalline anisotropy. Studies
up to now concentrate on films deposited by physical vapour deposition.
However, electrodeposition would be a more effective way to produce
films for such applications. FePt films of different compositions have
been electrodeposited on Cu coated Si substrates. After deposition, films
were annealed at temperatures of 400 - 900 ◦ C for 10 min in vacuum
or hydrogen atmosphere. Phase formation, microstructure and magnetic
properties are analysed. From these measurements, relationships between
microstructural features and magnetic properties are discussed and necessary
conditions to obtain good hard magnetic films are concluded. Magnetisation
values and coercivities strongly improve when annealing takes
place in the hydrogen atmosphere rather than in vacuum. Coercivity
reaches a maximum value of 1.1 T after annealing at 600 ◦ C, which is
higher than any value reported in literature for electrodeposited FePt
films.
MA 30.6 Fr 12:00 H10
Textured growth of highly coercive L10 ordered FePt thin films
— •Martin Weisheit, Ludwig Schultz, and Sebastian Fähler
— IFW Dresden, Helmoltzstr. 20, 01069 Dresden
Due to its high uniaxial magnetocrystalline anisotropy, the L10 ordered
FePt phase is seen as a future candidate for high density magnetic recording.
FePt thin films have been prepared by pulsed laser deposition onto
heated (001) oriented single crystalline (MgO, SrTiO3) as well as amorphous
substrates (Si3N4, glass) with and without a (001) textured MgO
buffer layer. Although all films have been prepared under identical conditions,
significant differences in coercivity are observed. Very high values
of µ0Hc = 5.6 T and 4.0 T have been measured for epitaxial films on
MgO and SrTiO3, respectively, while on the amorphous substrates the
coercivities range between 0.8 and 2.0 T. We discuss whether changes
in intrinsic or extrinsic properties due to a modified microstructure are
responsible for these differences.