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Mikroskopischer Ursprung der Austauschkopplung in ferromagnetischen, antiferromagnetischen Schichten
2000
Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2000
Genehmigende Fakultät
Fak01
Hauptberichter/Gutachter
Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2000-06-05
Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-703
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/59688/files/Miltenyi_Peter.pdf
Einrichtungen
Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Physik (frei) ; Ferromagnetische Schicht (frei) ; Antiferromagnetische Schicht (frei) ; Grenzfläche (frei) ; Magnetische Anisotropie (frei) ; Brillouin-Streuung (frei)
Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 530
Kurzfassung
Die „Exchange Bias”-Anisotropie beschreibt eine Verschiebung der Hysteresekurve eines Ferromagneten entlang der Magnetfeldachse. Sie tritt bei Austauschkopplung eines Ferromagneten (FM) mit einem Antiferromagneten (AFM) auf und ist in ihrem mikroskopischen Ursprung umstritten. Die bekannten experimentellen Daten und theoretischen Erklärungsansätze sind dargestellt. Die experimentell eingesetzten Methoden der Brillouin-Lichtstreuung, der Molekularstrahlepitaxie und SQUID-Magnetometrie werden vorgestellt. Der Einfluss von nichtmagnetischen Defekten im AFM („Verdünnung des AFM”) auf den „Exchange Bias”-Effekt wird anhand von Co/Co1-yO und Co/Co1-xMgxO untersucht. In beiden Fällen wird bei kleinen Verdünnungen ein um bis zu einem Faktor 3 größeres „Exchange Bias”-Feld gefunden. Monte-Carlo Simulationen von Dr. U. Nowak und Prof. Dr. K.D. Usadel (Univ. Duisburg) bestätigen qualitativ die experimentellen Ergebnisse. Es ergibt sich ein neuartiges Modell für „Exchange Bias”, das mit vielen experimentellen Beobachtungen konsistent ist: Strukturelle Unordnung im AFM ermöglicht die Bildung von Domänen im AFM, die ihrerseits im AFM den für „Exchange Bias” verantwortlichen Spinüberschuss an der FM/AFM Grenzfläche erzeugen. Weiterhin werden Unterschiede des „Exchange Bias”-Feldes bei Messung mit Brillouin-Lichtstreuung und Magnetometrie, die Abhängigkeit der Modenbreite der FM-Magnonen, sowie die Rolle des Feldes während des Abkühlens des „Exchange Bias”-Systems unter die Néeltemperatur untersucht.The exchange bias anisotropy i.e. the shift of a hysteresis loop of a ferromagnet along the magnetic field axis occurs due to the exchange coupling of the ferromagnet to an antiferromagnet. Its microscopic origin is still under discussion. Available experimental data and the theoretical models for this effect are summarized. The experimentally employed methods of Brillouin light scattering, molecular beam epitaxy, and SQUID-magnetometry are presented. The influence of non-magnetic defects in the antiferromagnet ("Dilution of the antiferromagnet") on the exchange bias field is investigated in the systems Co/Co1-yO and Co/Co1-xMgxO. In both cases an increase of the exchange bias field of up to a factor of 3 is found. Monte-Carlo simulations from Dr. U. Nowak and Prof. Dr. K.D. Usadel (Univ.-Duisburg) qualitatively confirm the experimental results. These investigations result in a new model for exchange bias that is consistent with many of the experimental observations: Disorder in the antiferromagnet enables the formation of antiferromagnetic domains, which then cause a spin excess in the antiferromagnet at the ferromagnetic/antiferromagnetic interface which causes exchange bias. Furthermore, the differences in the exchange bias field determined with Brillouin light scattering and magnetometry, the dependence of the ferromagnetic magnon mode width enhancement, and the role of the applied magnetic field during cooling of the exchange bias system below the Néel temperature is investigated.
Volltext: 
PDF
(zusätzliche Dateien)
Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis
Format
online, print
Sprache
German
Externe Identnummern
HBZ: HT012818998
Interne Identnummern
RWTH-CONV-121450
Datensatz-ID: 59688
Beteiligte Länder
Germany
