Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Oberflächenphysik Montag
O 8 Hauptvortrag Bode
Zeit: Montag 14:45–15:30 Raum: H36
Hauptvortrag O 8.1 Mo 14:45 H36
Spin-polarized scanning tunneling microscopy: From nanomagnetism
to the spin-resolved bandstructure — •M. Bode 1 , K.
von Bergmann 1 , A. Kubetzka 1 , O. Pietzsch 1 , R. Wiesendanger
1 , M. Heide 2 , and S. Blügel 2 — 1 Institut für Angewandte Physik,
Universität Hamburg, Jungiusstr. 11, 20355 Hamburg — 2 Institut für
Festkörperforschung, Forschungszentrum Jülich, D-52425 Jülich
In recent years spin-polarized scanning tunneling microscopy (SP-
STM) has been developed to become a powerful method with a focus
on high-resolution imaging of domain structures of (anti)ferromagnetic
surfaces and nanostructures[1]. This traditional field of application will
be exemplified by data measured on ferro- and superparamagnetic Fe
islands.
O 9 Rastersondentechniken I
Furthermore, scanning tunneling spectroscopy (STS) allows the imaging
of the spatial distribution of the electronic density of states close to
the Fermi level. Wherever the translational invariance of the surface is
disturbed, the superposition of incoming and reflected electron wave functions
leads to interference patterns, which contains information about the
life time and the dispersion relation of the electronic states involved[2].
Experiments performed with magnetic probe tips on a magnetic surface
show a striking dependence of the intensity of the interference pattern
on the relative magnetic orientation of tip and sample. This allows the
direct identification of the spin-character of the electronic states involved
in the scattering process.
[1] M.Bode, Rep. Prog. Phys. 66, 523 (2003)
[2] J.Kliewer, R.Berndt, and S.Crampin, New J. Phys. 3, 22 (2001)
Zeit: Montag 15:45–18:30 Raum: H36
O 9.1 Mo 15:45 H36
Three-dimensional force fields of single wall carbon nanotubes
by scanning dynamic force spectroscopy — •Makoto Ashino 1 ,
Timo Behnke 1 , Alexander Schwarz 1 , Keith A. Williams 2 , Cees
Dekker 2 und Roland Wiesendanger 1 — 1 Institute of Applied Physics,
University of Hamburg, Jungiusstrasse 11, D-20355 Hamburg, Germany
— 2 Department of Applied Physics and DIMES, Delft University
of Technology, Lorentzweg 1, 2628 CJ Delft, The Netherlands
We measured three-dimensional (3D) force fields above single wall carbon
nanotubes (SWNTs) in ultra-high vacuum by scanning dynamic force
microscopy and spectroscopy at low temperature (< 12 K). The 3D
force field measurement was based on the systematic recording of the
frequency shift of the cantilever oscillation, caused by the tip−sample
interaction [1]. The atomic-resolution carbon lattice images were obtained
in noncontact mode observation before and after the 3D force field
measurement. The image contrast of the carbon lattice in SWNTs was
different from that in the graphite (HOPG). We analyzed the spatial
distribution of the force between tip and surfaces of individual SWNTs
and a SWNT bundle in terms of long- and short-range contribution to
the tip-sample interaction. On the basis of this analysis, we will discuss
the adsorption sites of other molecules on to the surfaces of individual
SWNTs and SWNT bundles.
[1] H. Hölscher et al., Appl. Phys. Lett. 81, 4428 (2002).
O 9.2 Mo 16:00 H36
Untersuchung der Volumen-Bandstruktur von Nb mittels Rastertunnelspektroskopie
— •Berndt Koslowski, Christof Dietrich
und Paul Ziemann — Abt. Festkörperphysik, Universität Ulm
Die Volumen-Bandstruktur von Nb wurde mittels Rastertunnelspektroskopie
auf Nb(110) untersucht. Zur Anwendung kamen sowohl die
herkömmliche I-V -Spektroskopie als auch die selten benutzte Z-V -
Spektroskopie. Letztere erweitert den adressierbaren Energiebereich auf
±5 eV. In diesem Bereich können viele Signaturen in der experimentell
bestimmten lokalen Zustandsdichte gefunden werden, die sich kritischen
Punkten der Volumenbandstruktur von Nb zuordnen lassen.
Wir vergleichen unsere Ergebnisse mit Bandstruktur-Rechnungen und
mit Ergebnissen aus der Photoemissionsspektroskopie. Die gefundene
Übereinstimmung ist bemerkenswert.
O 9.3 Mo 16:15 H36
Bau eines kostengünstigen UHV-STM von Studierenden im
Fortgeschrittenenpraktikum — •T.-Y. Kim, J. Grabowski, L.
Amsel, F. Bechtel, N. Tschirner, I. Mantouvalou, F. Streicher,
S.K. Becker, A. Lenz, R. Timm, K. Hodeck, G. Pruskil,
H. Eisele und M. Dähne — Technische Universität Berlin, Institut für
Festkörperphysik, Hardenbergstr. 36, 10623 Berlin
Seit der Erfindung der Rastertunnelmikroskopie (STM) 1981 ist sie die
wichtigste Methode zur Charakterisierung von Halbleiter- und Metalloberflächen
mit atomarer Auflösung im Realraum geworden. Da finanzielle
Mittel in den Praktika relativ gering sind, ist es kaum möglich diese mit
kommerziellen Geräten auszustatten und Studierenden moderne Messmethoden
wie die Rastertunnelmikroskopie nahe zu bringen.
Wir zeigen, wie man innerhalb eines Semesters mit sechs Physikstudierenden
im Fortgeschrittenenpraktikum ein STM mit begrenzten finanziellen
Mitteln aufbaut. Das STM sollte in der Lage sein, atomar aufgelöste
Messungen an Siliziumoberflächen durchzuführen.
Die Studierenden arbeiteten zeitlich nacheinander in drei Teilprojekten,
welche jeweils vier Wochen dauerten. Die erste Gruppe entwickelte
das Dämpfungssystem, welches das STM von der Umgebung abkoppelt,
und setzte die UHV-Kammer in Betrieb. Die zweite Gruppe konstruierte
den Walker mit Trägheitsmotor und eingebautem Rasterkopf sowie
die Probenhalter für das STM. Die dritte Gruppe baute den UHV-
Vorverstärker und vollendete die restlichen Arbeiten. Nach einer erfolgreichen
Inbetriebnahme des STM mit Goldspitze auf Goldprobe an Luft
wurde mit einer Wolframspitze auf Silizium gemessen.
O 9.4 Mo 16:30 H36
Anisotropy of bulk band structure observed by electron scattering
at subsurface impurities in Ag(111) — •A. Weismann, M.
Wenderoth, N. Quaas, and R. G. Ulbrich — IV. Phys. Institut,
Universität Göttingen, D-37075 Göttingen
Dilute magnetic alloys, prepared by co-deposition of Co and Ag on
a Ag(111)-Surface (0,4% Co), are investigated by means of Scanning
Tunnel Microscopy (STM) and spatially resolved Scanning Tunnel Spectroscopy
(STS) at 8K. Single impurities lying shallow below the surface
emerge in atomically resolved (111) surface topographies as complex
structures on different length scales. By means of Fourier-transformed
STM different scattering mechanisms can be extracted. Apart from the
atomic lattice we observe the well known radially symmetric oscillations
of the surface state. Additional oscillations with a much shorter wavelength
and triangular shape can be observed. We attribute this pattern
to the scattering of bulk electrons. The observed threefold symmetry reflects
the symmetry of the fcc - Brillouinzone in (111)-direction. This
work is supported by the DFG, SFB 602.
O 9.5 Mo 16:45 H36
Optischer Nahfeldkontrast in anisotropen Dielektrika —
•Susanne Schneider, Christian Loppacher, Ulrich Zerweck,
Stefan Grafström und Lukas Eng — Institut für Angewandte
Photophysik, TU Dresden, 01062 Dresden
Die aperturlose Nahfeldmikroskopie (s-SNOM) basiert auf der Wechselwirkung
zwischen einem optisch streuenden Nanocluster (AFM-Spitze)
und der zu untersuchenden dielektrischen Probe. Hierbei bestimmt die
Größe des Clusters die erreichbare Auflösung des Mikroskops, welche im
nm-Bereich liegt. Auf dieser Skala müssen die optisch anisotropen Eigenschaften
der Probe mit berücksichtigt werden, selbst wenn sich diese
makroskopisch gesehen isotrop verhält.
Dieser Beitrag diskutiert anhand des analytischen Dipol-Dipol-Modells
die Wechselwirkung zwischen einem Cluster und einer anisotropen Probe.
So zeigt sich z.B. für den im s-SNOM gemessenen Bildkontrast zwischen
verschiedenartigen Domänen des ferroelektrischen Perowskits BaTiO3,
dass gegenüber dem bekannten Spiegelladungsproblem in isotropen Dielektrika
eine zusätzliche Spiegelflächenladung im Bulk des Ferroelektrikums
angenommen werden kann, welche die Asymmetrie der Dielektri-