Zeitaufgelöste Kerrmikroskopie an magnetischen Schichtsystemen

• Applicant: Professor Dr. Rudolf Schäfer
• Subject Area: Experimental Condensed Matter Physics
• Term: from 2007 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 36288776

• Final Report Year: 2012

Final Report Abstract

Im Projekt sollte ein Verständnis des dynamischen Verhaltens ausgewählter magnetischer Mikrostrukturen in magnetischen Ein- und Mehrfachschichten bei schneller Magnetfeldanregung erarbeitet werden. Bemerkenswert ist die Erkenntnis, dass bei Mikrowellenanregung in Domänenwänden beliebigen Charakters Blochlinien erzeugt werden. Die Folge sind metastabile Stachelwandstrukturen, die auch in Fällen auftreten, in denen sie bei langsamer Feldanregung nicht beobachtet werden (z.B. in dicken Schichten oder in Multilagen). 360° Domänenwände in magnetischen Multilagenschichten können durch Pulsfeldanregung eliminiert werden. Der Effekt zeigt einen Weg auf, um die Magnetisierung in strukturierten Mehrfachschichtelementen, wie sie beispielsweise in Sensoranwendungen verwendet werden, zu homogenisieren. Lagenselektive Kerrmikroskopie bei hinreichend hoher und schneller Zeitauflösung, die in der Regel eine gepulste Laserlichtquelle erfordert, ist mit vertretbarem Aufwand nicht möglich. Diese enttäuschende Erkenntnis betont die Vorteile der auf Röntgendichroismus basierenden Abbildungsmethoden. Einfluss von Domänen auf Resonanzspektren: In Domänenstrukturen geringer Symmetrie (Konzertina) geht die Anregung einer räumlich inhomogen Domänenmode mit einem bemerkenswerten Anstieg der Resonanzfrequenz einher. In Domänenstrukturen höherer Symmetrie und größeren Domänendimension lassen sich homogene Domänenmoden anregen, deren Anregungsfrequenz empfindlich von der Domänenweite, den Domänenwandweiten und der Präsenz von Abschlussdomänenstrukturen abhängt.

Publications

• Domain-wall transformation by high-frequency magnetic fields”. Phys. Rev. B. 75, 172404 (2007)
  A. Neudert, J. McCord, R. Schäfer, L. Schultz
  
• Precessional frequency of ferromagnetic elements: influence of magnetic domain width. J. Magn. Magn. Mat. 321 (18), 2920-2924 (2009)
  M. Wolf, R. Schäfer and J. McCord
  
• Magnetic domain compensation effect on the magneto-dynamic response of ferromagnetic elements. Appl. Phys. Lett. 97, 052507 (2010)
  C. Patschureck, R. Kaltofen, I. Mönch, R. Schäfer, L. Schultz, J. McCord
  
• Array anisotropy in structured thin film arrays: Influence on the magnetodynamics. J. Magn. Magn. Mat. 323, 1703-1707 (2011)
  M. Wolf, C. Patschureck, R. Schäfer, I. Mönch, L. Schultz and J. McCord