Spin-Bahn-Kopplung und zweidimensionale Zustände in ultradünnen, magnetischen Schichten

Rampe, Andreas; Güntherodt, Gernot

doi:HT012831402

Spin-Bahn-Kopplung und zweidimensionale Zustände in ultradünnen, magnetischen Schichten

Rampe, Andreas (Author)

1999 & 2000

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Andreas Rampe

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 1999

UmfangIII, 189 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 1999

Prüfungsjahr: 1999. - Publikationsjahr: 2000

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Güntherodt, Gernot (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
1999-08-16

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-212
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/56139/files/00_14.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften (100000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Physik (frei) ; Magnetschicht (frei) ; Dünne Schicht (frei) ; Spin-Bahn-Wechselwirkung (frei) ; Magnetoelektronik (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 530

Kurzfassung
Das Ziel dieser Arbeit war es, die elektronische Struktur an den Grenzschichten zwischen ferromagnetischen und paramagnetischen Schichten, in paramagnetischen Deckschichten auf ferromagnetischen Substraten und direkt von ferromagnetischen, volumenartigen Schichten zu untersuchen. Wir waren besonders daran interessiert, wie die elektronische Struktur (a) durch die Spin-Bahn-Kopplung und (b) durch eine reduzierte Dimensionalität modifiziert wird. Die elektronische Struktur wurde mittels der winkel- und spinaufgelösten Valenzband-Photoemissionsspektroskopie untersucht. Der Einfluß der Spin-Bahn-Kopplung wurde mittels des linearen und zirkularen magnetischen Dichroismuses, die in der Valenzband-Photoemissionsspektroskopie beobachtet werden können, untersucht. Unterstützt wurden die Experimente durch analytische und numerische Berechnungen. - An ferromagnetischen volumenartigen Eisen- und Nickel-Schichten wird gezeigt, wie der lineare magnetische Dichroismus durch die Hybridisierung, die durch die Spin-Bahn-Kopplung induziert wird, verursacht wird. Auf dieser Basis werden dann detailiertere Informationen über die Spin-Bahn-Kopplung in diesen Systemen abgeleitet. - Die Spin-Bahn-Kopplung in Grenzflächenzuständen wurde mittels des zirkularen magnetischen Dichroismus an senkrecht magnetisierten Palladium- und Kupferdeckschichten untersucht. Der Einfluß der reduzierten Dimensionalität auf die elektronische Struktur wurde in Kupferdeckschichten, die einige wenige Atomlagen dick waren, auf verschiedenen ferromagnetischen Schichten untersucht. Zuerst beobachtet man, dass die elektronischen Zustände, die in der Kupferschicht lokalisiert sind, zweidimensional sind. Darüber hinaus, auf homogenen, ferromagnetischen Substraten aus Fe, Co und Ni wird gezeigt, der Einfluß des jeweiligen Elementes sowie der Dicke und Rauhigkeit der Substratschicht auf das Verhalten der zweidimensionalen Zustände gezeigt. - Mit zusätzlichen Schichten an den Grenzflächen, d.h. in heterogenen Substraten, ist es dann möglich dieses Verhalten maßzuschneidern.

The aim of this thesis has been to determine the electronic structure atinterfaces between ferromagnetic and paramagnetic layers, in paramagneticoverlayers on ferromagnetic substrates, and of ferromagnetic bulk-likelayers itself. Especially, in these layer systems we were interested inhow the electronic structure is modified (a) by the spin-orbit coupling and (b) by a reduced spatial dimensionality. The electronic structure has been studied by means of angle-resolved andspin-resolved valence-band photoemission spectroscopy. The influence of the spin-orbit coupling has been studied with the linearand the circular magnetic dichroism of valence-band photoemission spectroscopy.The experiments have been supported by analytical and numerical calculations. - At ferromagnetic bulk-like Iron and Nickel layers it is shown how the linear magnetic dichroism is caused by spin-orbit coupling inducedhybridization. On this basis it was possible to derive detail informationabout the spin-orbit coupling in these systems. - The spin-orbit coupling in interface states has been investigated with the circular magnetic dichroism in perpendicular magnetized Palladiumand Copper overlayers on Cobalt substrate layers. The influence of a reduced spatial dimensionality has been studied in Copperoverlayers of a few atomic layers on various ferromagnetic substrate layers.The first think one observes, the electronic states located in these Copperlayers are two-dimensional. Additionally, on homogeneous ferromagnetic substrate layers it is shown how Iron, Cobalt,and Nickel as well as their roughness and thickness determine the behaviorof the two-dimensional electronic states.- With additional layers at the interfaces, i.e. in heterogeneous ferromagneticsubstrates, it is then possible to tailor the behavior of these states.

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