Magnetic Proximity Effects in Highly-ordered Transition Metal Oxide Heterosystems studied by Soft X-Ray Photoemission Electron Microscopy

Dateibereich 19801

4,66 MB in einer Datei, zuletzt geändert am 18.04.2008

Dateiliste / Details

DateiDateien geändert amGröße
krug_diss.pdf18.04.2008 09:21:484,66 MB
Zusammenfassung: In dieser Arbeit wurde der Magnetische Proximitätseffekt in hochgeordneten Übergangsmetalloxid-Heterosystemen bestehend aus ferrimagnetischen (FIM) Fe3O4 Einkristallen und dünnen antiferromagnetischen (AF) NiO Schichten mittels Weichr¨ontgen-Photoemissions-Elektronenmikroskopie untersucht. Die Schichtsysteme wurden in-situ mittels Molekularstrahlepitaxie auf einkristallinen Fe3O4-Substraten hergestellt, welche durch Ar-Sputtern und Tempern in Sauerstoff vorbereitet wurden. Die magnetische Ordnung wurde mittels vektorieller Magnetometrie unter Ausnutzung des Magnetischen Zirkulardichroismus (XMCD) und des anisotropen Lineardichroismus (XMLD) bestimmt. Zwei Hauptbeiträge zum Magnetischen Proximitätseffekt konnten identifiziert werden: Erstens wird durch kurzreichweitige Austauschwechselwirkung eine ultradünne Zone veränderter magnetischer Struktur nahe der Grenzfläche induziert. Zweitens führen magnetoelastische Wechselwirkungen zu einer Veränderung der magnetischen Ordnung auf größerer Skala, wodurch meist die gesamte NiO Schicht betroffen ist. Der Einfluss gerichteter Gitterverzerrungen auf den Magnetismus mittels magnetoelastischer Kopplung wurde an Hand von Proben mit verschiedenen kristallographischen Grenzfl ächenorientierungen untersucht. Die Verzerrung scheint sowohl die AF Stapelrichtungen in NiO als auch das Kopplungsverhalten an der Fe3O4/NiO Grenzfläche zu beeinflussen. Des weiteren führt die Bindungsanisotropie in der Grenzflächenebene zu Variationen der durch den Grenzflächenaustausch induzierten unkompensierten Magnetisierung in NiO. Ferner wurde beobachtet, dass die unkompensierte Ni-Magnetisierung direkt an der Grenzfläche lokalisiert ist, während das Innere der NiO Schichten kompensiert ist. Analyse der XMCD Summenregeln in einem NiO-Keil auf Fe3O4 (110) zeigte extremale Werte für das Fe- und Ni- Bahnmoment für etwa 1ML Schichtdicke, möglicherweise in Verbingung mit der Rekonstruktion der Grenzflächenlage zu NiFe2O4. Tempearaturabhängige Messungen des dichroischen Kontrastes zeigen erniedrigte kritische Temperaturen sowohl für NiO als auch für Fe3O4, in Folge von Finite-Size Effekten und Grenzflächenaustauschkopplung. Fits des theoretisch erwarteten XMLD Kontrastes an Linienprofile der austauschinduzierten AF Domänenwände in NiO ergaben, dass die Wandstruktur konsistent ist mit einem einfachenModell einer kohärenten Spinachsenrotation in der Schichtebene. In magnetisch getemperten Proben wurde eine veränderte Anisotropie der Fe3O4 (110)/NiO Grenzfläche festgestellt, welche nichtkristallographische leichte Achsen aufwies. In einem einfachen Modell könnte dieser Effekt als eine Überlagerung von Volumen- und Grenzflächenanisotropien magnetokristalliner und magnetoelastischer Natur angesehen werden. Schließlich wurde in einem Fe3O4 (110)/NiO[51Å]/Co[15Å] Dreifachschichtsystem die gleiche zuvor erwähnte Gesamtanisotropie gefunden, zusätzlich jedoch eine möglicherweise rauhigkeitsinduzierte senkrechte Zwischenschichtkopplung von Cobalt und Fe3O4.
Lesezeichen:
Permalink | Teilen/Speichern
Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
Fakultät für Physik » Experimentalphysik
Physics and Astronomy Classification Scheme:
70. Condensed matter: electronic structure, electrical, magnetic, and optical properties » 75. Magnetic properties and materials » 75.70.-i Magnetic films and multilayers
70. Condensed matter: electronic structure, electrical, magnetic, and optical properties » 75. Magnetic properties and materials » 75.70.-i Magnetic films and multilayers » 75.70.Cn Interfacial magnetic properties (multilayers, magnetic quantum wells, superlattices, magnetic heterostructures)
70. Condensed matter: electronic structure, electrical, magnetic, and optical properties » 75. Magnetic properties and materials » 75.70.-i Magnetic films and multilayers » 75.70.Ak Magnetic properties of monolayers and thin films
70. Condensed matter: electronic structure, electrical, magnetic, and optical properties » 75. Magnetic properties and materials » 75.25.+z Spin arrangements in magnetically ordered materials (including neutron and spin-polarized electron studies, synchrotron-source x-ray scattering, etc.)
Dewey Dezimal-Klassifikation:
500 Naturwissenschaften und Mathematik » 530 Physik
Beitragende:
Prof. Dr Schneider, Claus M. [Betreuer(in), Doktorvater]
Prof. Dr. Wende, Heiko [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Sprache:
Englisch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
21.02.2008
Dokument erstellt am:
18.04.2008
Promotionsantrag am:
18.10.2007
Dateien geändert am:
18.04.2008
Medientyp:
Text
Quelle:
Buchhandelsausgabe u.d.T.: Krug, Ingo Peter: Magnetic Proximity Effects in Highly-ordered Transition Metal Oxide Heterosystems - A Study by Soft-X-Ray Photoemission Microscopy