Struktur, Magnetismus und Spindynamik einkristalliner oxidfreier Fe und FePt Nanopartikel auf atomarer Skala
Final Report Abstract
Das Projekt wollte die kontrollierte Modifikation magnetischer Fe Nanopartikel bei Oxydation und Reduktion mit atomarer Auflösung im Transmissionselektronenmikroskop nachweisen und die Wirkung dieser Modifikationen auf das magnetische Verhalten mittels Ferromagnetischer Resonanz nachweisen. Hierzu wurde ein Probentransfersystem zwischen Transmissionselektronenmikroskop, Ultrahochvakuum-Analyse und Modifikations-Apparatur entwickelt. Es konnte gezeigt werden, dass diese Messungen in allen Phasen der Analyse in einem Vakuum besser al 10^-10 mbar durchgeführt werden müssen, um eine eindeutige Korrelation von Teilchenmorphologie,-struktur, und –chemie mit den magnetischen Eigenschaften an dem gleichen Nanopartikel zu erlauben. Des weiteren wurde gezeigt, dass nichtmischbare binäre und ternäre Fe basierte Nanopartikelsysteme (5 – 10 nm Größen) in der Gasphase hergestellt und thermisch angelassen werden können ohne durch Restgase kontaminiert zu werden. Die Physik der Entmischung, die entweder durch spinodale Entmischung kompositionsabhängig ist. So zeigen z.B. Fex-Cu1-x Legierungen für x =60 und 40 eine spinodale Entmischung in Fe und Cu reiche Bereiche, während für x=25 die Entmischung durch Nukleation und Wachstum erfolgt. Zur magnetischen Charakterisierung wurden Mikroresonatoren entwickelt, welche eine Spitzen- Nachweisempfindlichkeit ferromagnetischer Resonanzen an Nanopartikeln mit 10^6 µB atomaren magnetischen Momenten zeigen. Diese entspricht dem Nachweis eines einzelnen superparamagnetischen Fe Partikels (Nanowürfel) mit ungefähr 40 nm Kantenlänge. Das Design dieser Mikroresonatoren erlaubt es, diese zukünftig als Raster-FMR-Sensoren mit einer lateralen Auflösung von 10 µm auf glatten magnetischen Oberflächen zu verwenden.
Publications
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