Spinpolarisierte Rastertunnelspektroskopie an eindimensionalen magnetischen Systemen
Final Report Abstract
Im Rahmen dieses Projektes sollten Spineigenschaften von atomaren Ketten auf Oberflächen mit Hilfe der Rastertunnelspektroskopie und der Dichtefunktionaltheorie untersucht werden. Hierzu sollten die Spinketten auf vorzugsweise oxidischen, isolierenden Oberflächen deponiert werden, um eine möglichst gute Entkopplung vom Substrat zu realisieren. Das Projekt hat drei zentrale Ergebnisse hervorgebracht. Einerseits wurden die Spinkopplungsmechanismen von Fe-Ketten auf InAs(110) identifziert. Während Fe-Ketten entlang der [110]-Richtung über einen Superaustausch mit Hilfe eines As-Atoms antiferromagnetisch koppeln, sind die Ketten entlang der [001]-Richtung ferromagnetisch gekoppelt und involvieren dabei über einen komplexen Austauschweg sowohl Asals auch In-Atome. Das zweite wesentliche Ergebnis bezieht sich auf die Isolatorschicht aus MgO, die zur Deposition der Spinketten in hoher Qualität präpariert wurde. Hierbei gelang es erstmals einzelne Defektstellen, sog. Farbzentren, mit Hilfe von Feldresonanzzuständen zu identifzieren und deren Tiefe unter der Oberfläche abzuschätzen. Schließlich wurden auf der MgO-Oberfläche Co-Cluster präpariert, die Coulomb-Blockade-Oszillationen in guter Übereinstimmung mit der orthodoxen Theorie zeigen. Allerdings zeigten diese Untersuchungen, dass die energetische Breite der Coulombpeaks mit 300 − 400 meV deutlich größer ist als aufgrund von Temperatur und angelegter Wechselspannung erwartet. Eine solche Breite erlaubt insbesondere keine sinnvolle Spinanregungsspektroskopie an Ketten. Infolgedessen soll das Projekt nicht weitergeführt werden und stattdessen die präparierten MgO-Schichten mit Sticksto dotiert werden, um Aussagen zur ferromagnetischen Kopplung von N-Atomen in MgO zu überprüfen [1]. Insgesamt sind 2 Publikationen in dem Projekt entstanden. Außerdem wurden die Arbeiten in mehreren Vorträgen und Postern auf Konferenzen, insbesondere auf der DPG-Frühjahrstagung präsentiert.
Publications
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Ansiotropic superexchange in one-dimensional Fe-chains on InAs(110). Surf. Sci. 602, 3297 (2008)
L. Sacharow, R. Wiesendanger, G. Bihlmeyer, S. Blügel, and M. Morgenstern
