Sander, Dirk

Mechanische Spannungen und magnetische Anisotropie ultradünner Filme

Reihe: Akademische Abhandlung zur Physik
ISBN: 978-3-89700-239-5
2000
Preis: 29,90 €
170 Seiten

Abstract

Diese Arbeit aus der experimentellen Festkörperphysik behandelt die Korrelation zwischen mechanischen Spannungen und magnetischen Eigenschaften von ultradünnen epitaktischen Filmen im Schichtdickenbereich einiger Atomlagen bis zu einigen Nanometern. Ein wichtiges Ergebnis dieser Untersuchungen ist, daß gedehnte ferromagnetische Filme ein gegenüber dem Volumenmaterial verändertes magneto- striktives Verhalten zeigen.
Die Auswirkung auf die magnetische Anisotropie wird besprochen. Es werden Experimente zur Untersuchung der Wechselwirkung zwischen mechanischen Spannungen, strukturellen Veränderungen und magnetischer Anisotropie von wenigen Atomlagen dünnen ferromagnetischen Filmen diskutiert. Als wesentliche experimentelle Technik werden Aufbau, Funktion und Auswertung einer hochempfindlichen optischen Biegetechnik zur Messung von mechanischen Spannungen mit sub-Monolagen- empfindlichkeit beschrieben. Dabei wird der für die Auswertung wichtige Aspekt der Anisotropie elastischer und magnetoelastischer Eigenschaften leicht verständlich dargestellt.
Neue Ergebnisse zu anisotropen Oberflächenspannungen auf Festkörperoberflächen, zu mechanischen Spannungen infolge von Gitterfehlpassung in epitaktischen Lagen und zu magnetoelastischen Spannungen bei Magnetisierungsänderungen werden vorgestellt. Diese Messungen zeigen eindrucksvoll den wichtigen Beitrag der Filmdehnung zu einer gegenüber dem Volumenmaterial veränderten magnetoelastischen Kopplung. Für Fe Filme wurde eine in Betrag und Vorzeichen veränderte magneto-elastische Kopplung für Filme dünner als 20 nm gefunden. Die Auswirkung einer drastisch veränderten magnetoelastischen Kopplung auf die magnetische Anisotropie wird diskutiert.
Für viele Systeme erscheint daher eine Revision der bisherigen Diskussion der magnetischen Anisotropie epitaktischer Filme unter Berücksichtigung der veränderten magnetoelastischen Kopplung erforderlich.

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