Spinpolarisierte Rastertunnelmikroskopie an ultradünnen Eisenfilmen auf Be(0001)

• Antragsteller: Dr. Stefan Krause
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 339482673

In diesem Projekt sollen ultradünne Eisenfilme auf der Be(0001)-Oberfläche unter Ultrahochvakuum-Bedingungen präpariert und mittels spinpolarisierter Rastertunnelmikroskopie untersucht werden. Wir erwarten im Eisenfilm die strukturelle Fortsetzung des hexagonal dichtgepackten atomaren Gitters des Beryllium-Substrats und damit die Realisierung der sogenannten Epsilon-Phase von Eisen. Der Magnetismus von Epsilon-Eisen ist bis heute nicht eindeutig geklärt und daher Gegenstand zahlreicher aktueller wissenschaftlicher Debatten. Bislang konnte die Epsilon-Phase nur in volumenartigem Eisen unter extrem hohem Druck erreicht werden. Unser Ansatz verspricht erstmals die direkte und atomgenaue Untersuchung des Magnetismus von ultradünnen und äußerst reinen Epsilon-Eisenfilmen. Die Gitterverzerrung durch das Substrat simuliert dabei äußere Drücke von bis zu mehreren 100 GPa, die zu einer Stauchung des Films in der Epsilon-Phase führt. Mit zunehmender Schichtdicke sollte das atomare Gitter zunächst in die intrinsische Epsilon-Phase und schließlich in die konventionelle kubisch raumzentrierte Phase relaxieren. An der Fe/Be(0001)-Grenzfläche erwarten wir interessante Wechselwirkungen zwischen dem äußerst ausgeprägten zweidimensionalen Elektronengas in Beryllium und den lokalen magnetischen Momenten im Eisenfilm, die maßgeblich die magnetischen Eigenschaften des Eisenfilms bestimmen werden. Die spinpolarisierten Rastertunnelmikroskopie-Experimente werden den jeweils entstehenden magnetischen Zustand schichtdicken- und temperaturabhängig erschließen und so neue Einblicke in den Magnetismus der Epsilon-Phase von Eisen erlauben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen