Thermische Stabilität und Modifizierung der magnetischen Austauschanisotropie in Schichtsystemen

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dc.contributor.corporatenameKassel, Universität, FB 18, Naturwissenschaften, Institut für Physik
dc.contributor.refereeRöll, Klaus (Prof. Dr.)
dc.contributor.refereeKassing, Rainer (Prof. Dr.)
dc.date.accessioned2006-05-08T09:24:13Z
dc.date.available2006-05-08T09:24:13Z
dc.date.examination2002-07-17
dc.date.issued2004-12-15
dc.format.extent5030974 bytes
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.uriurn:nbn:de:hebis:34-1607
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/123456789/1607
dc.language.isoger
dc.rightsUrheberrechtlich geschützt
dc.rights.urihttps://rightsstatements.org/page/InC/1.0/
dc.subject.ddc530
dc.subject.swdAnisotropieger
dc.subject.swdDünne Schichtger
dc.subject.swdFerromagnetische Schichtger
dc.subject.swdAntiferromagnetische Schichtger
dc.titleThermische Stabilität und Modifizierung der magnetischen Austauschanisotropie in Schichtsystemenger
dc.typeDissertation
dcterms.abstractIn dünnen Schichtsystemen, in denen es Grenzflächen zwischen antiferromagnetischen (AF) und ferromagnetischen (FM) Bereichen gibt, kann eine unidirektionale magnetische Anisotropie beobachtet werden: die Austauschanisotropie, auch "Exchange-Bias Effekt" genannt. Die Austauschanisotropie ist die Folge einer magnetischen Kopplung zwischen AF und FM. Makroskopisch äußert sich diese Anisotropie in einer Verschiebung der Magnetisierungskurve entlang der Magnetfeldachse. Anwendung findet die Austauschanisotropie z. B. in Spin-Valve Sensoren, deren Funktionsprinzip auf dem Riesen-Magnetowiderstand (engl. giant magnetoresistance, GMR) beruht. Die (thermische) Stabilität der Austauschanisotropie ist eine wichtige Voraussetzung für technische Anwendungen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde untersucht, durch welche Materialeigenschaften die Austauschanisotropie in Schichtsystemen mit antiferromagnetischem Nickeloxid (NiO) bestimmt wird. Die Schichten wurden durch (reaktive) Kathodenzerstäubung hergestellt. Durch Variation der Depositionsbedingungen wurden Zusammensetzung und Struktur der NiO-Schichten verändert. Die Ergebnisse systematischer Analysen dieser Größen werden aufgeführt. Der Vergleich dieser Materialanalysen mit magnetischen Messungen an NiO/NiFe Schichtsystemen fšuhrt zu dem Ergebnis, dass die chemische Zusammensetzung und die Struktur der NiO-Schichten die thermische Stabilität der Austauschanisotropie entscheidend beeinflussen. Es wird zusätzlich gezeigt, dass die Stabilität der Austauschanisotropie durch einen Temperprozess im Anschluss an die Herstellung der Schichtsysteme entscheidend verbessert werden kann. Thermisch aktivierte, magnetische Relaxationsprozesse können außerdem zur Erhöhung der Austauschanisotropie führen. Des Weiteren werden zwei neuartige Methoden zur Modifizierung der Austauschanisotropie vorgestellt. Dabei wird gezeigt, dass durch die Bestrahlung der Schichtsysteme mit Helium-Ionen die magnetischen Eigenschaften der Schichtsysteme gezielt verändert und optimiert werden können. Der Einfluss der Ionenbestrahlung auf die Austauschanisotropie in NiO/NiFe Schichtsystemen und auf den Magnetowiderstand in FeMn basierten Spin-Valves steht dabei im Vordergrund der experimentellen Untersuchungen. Eine weitere Möglichkeit zur Modifizierung der Austauschanisotropie ist die Bestrahlung der Schichtsysteme mit kurzen Laserpulsen. Durch einen thermomagnetischen Prozess kann die Austauschanisotropie lokal verändert werden. Experimentelle Ergebnisse von diesem hier erstmals verwendeten Verfahren werden vorgestellt und interpretiert. Mit den beiden genannten Methoden ist es möglich, die Eigenschaften der Austauschanisotropie in Schichtsystemen nachträglich gezielt zu modifizieren.ger
dcterms.accessRightsopen access
dcterms.creatorPaetzold, Andreas

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