Spin-Transfer-Torque in ferro/nichtferromagnetischen Säulenstrukturen

Dateibereich 25397

12,11 MB in einer Datei, zuletzt geändert am 26.10.2010

Dateiliste / Details

DateiDateien geändert amGröße
Dissertation_Oliver_Posth.pdf26.10.2010 21:49:0912,11 MB
In der vorliegenden Arbeit wird der Spin-Transfer-Torque-Effekt in säulenartigen ferro-/nichtferromagnetischen Schichtstrukturen untersucht. Durch ihn kann die Richtung der Magnetisierung allein mit Hilfe eines Stromes beeinflusst werden, was üblicherweise über den Riesenmagnetowiderstands-Effekt nachgewiesen wird. In dieser Arbeit wird zum ersten Mal die ferromagnetische Resonanz für dessen Nachweis benutzt, indem die Stromabhängigkeit der Dämpfung der Magnetisierung gemessen wird. Der entscheidende Vorteil gegenüber der Widerstandsmessmethode besteht darin, dass die Effekte bei erheblich geringeren Stromdichten untersucht werden können. Die Untersuchungen werden zum einen an Co/Cu/Py-Pillarstrukturen durchgeführt, wobei Co als Spinpolarisator dient und die Auswirkung des Spin-Transfer-Torque anhand der Py-Schicht detektiert wird. Des Weiteren werden Messungen an Schichtsystemen durchgeführt, in denen als Polarisatoren [Co/Pt]- und [Co/Ni]-Multilagen mit senkrechter magnetischer Anisotropie verwendet werden. Damit kann der Winkel zwischen Polarisator- und Analysatormagnetisierung und somit der Einfluss des Spin-Transfer-Torques auf die Dämpfung der Py-Magnetisierung vergrößert werden. Die Strukturen werden mit Hilfe von Elektronenstrahllithographie hergestellt und kontaktiert, wobei eine große Anzahl identischer Pillarstrukturen präpariert werden, die alle in Reihe miteinander elektrisch verbunden sind. Damit kann die Stromdichte in den Strukturen maximiert werden. Messungen am Co/Cu/Py-System zeigen einen Einfluss des Spin-Transfer-Torques auf die Dämpfung der Py-Magnetisierung. Abhängig von der Stromrichtung kann diese gedämpft oder entdämpft werden, was anhand der veränderten FMR-Linienbreite detektiert werden kann. Es zeigt sich zudem der von der Theorie vorhergesagte lineare Zusammenhang zwischen Linienbreite und Stromdichte. Analytische Berechnungen der Größe des Spin-Transfer-Torques zeigen außerdem auch eine quantitative Übereinstimmung mit dem Experiment. Messungen an [Co/Pt]/Cu/Py-Proben zeigen überraschenderweise keinen Einfluss des Spin-Transfer-Torques auf die Linienbreite. Vermutlich führen die Pt-Schichten der Multilage zu einer starken Verringerung der Spinpolarisation, obwohl sie andererseits das Auftreten einer vertikalen Magnetisierung bewirken. Die Messungen mit [Co/Ni]-Multilagen als Polarisator zeigen, dass aufgrund der ursprünglich als vorteilhaft angesehenen Vermeidung der Pt-Schichten und der damit verbundenen niedrigen Anisotropie der Schaltstrom geringer als der der Py-Schicht ist.
Lesezeichen:
Permalink | Teilen/Speichern
Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
Fakultät für Physik » Experimentalphysik
Dewey Dezimal-Klassifikation:
500 Naturwissenschaften und Mathematik » 530 Physik
Physics and Astronomy Classification Scheme:
70. Condensed matter: electronic structure, electrical, magnetic, and optical properties
Stichwörter:
Spin-Transfer-Torque, Spin-torque, FMR, Elektronenstrahllithographie, Pillarstrukturen
Beitragende:
Prof. Dr. Dumpich, Günter [Betreuer(in), Doktorvater]
PD Dr. Bürgler, Daniel [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
12.10.2010
Dokument erstellt am:
27.10.2010
Promotionsantrag am:
02.06.2010
Dateien geändert am:
27.10.2010
Medientyp:
Text