Titelaufnahme

Die Arbeit befasst sich mit der Untersuchung der Austauschwechselwirkung von epitaktisch gewachsenen ferromagnetischen Materialien (dünne Eisenfilme) mit einem antiferromagnetischen Substrat (NiO(001)-Einkristalle). Die magnetische Domänenstruktur der Eisenfilme wurde mittels Rasterelektronenmikroskopie mit Polarisationsanalyse (SEMPA) charakterisiert. Die Polarisationsrichtung der Eisen-Spins liegt in der Filmebene und die Austauschwechselwirkung an der Grenzfläche bewirkt eine eine Modifizierung der Eisen-Domänen im Vergleich zu "freien" Eisenfilmen. In Eisenfilmen, die auf NiO(001) vom Typ I aufwachsen, zeigt die Spin-Polarisation in jeder Domäne annähernd in die leichte Richtung [110] (oder [1-10]) entsprechend der Orientierung des NiO(001)-Substratkristalls. In Eisenfilmen, die auf NiO(001) vom Typ II aufwachsen, weicht die Spin-Polarisation in jeder Domäne um 6°±12° von der [1-10]-Richtung oder aber um 11°±12° von der [110]-Richtung ab entsprechend der Orientierung des NiO(001)-Substratkristalls. Es wird ein mikromagnetisches Modell vorgeschlagen, in dem der Winkel dieser Abweichung durch die relativ schwache Anisotropiekonstante K2 des NiO-Kristalls bestimmt wird. Der Ummagnetisierungsprozess der Eisenfilme wurde sowohl mittels Messung des magneto-optischen Kerr-Effekts (MOKE) als auch durch SEMPA-Abbildung im angelegten Magnetfeld studiert. Beim In-Feld-SEMPA handelt es sich um eine Weiterentwicklung der SEMPA-Methode, die eine Anwendung von SEMPA im externen Magnetfeld bis zu 400 Oe erlaubt. Die Koerzivität der Eisenfilme ist erhöht, bei angelegtem Feld nahe der Koerzitivfeldstärke wurde Domänenwandkriechen beobachtet.

The thesis presented the investigation of the exchange interaction of Ferromagnetic materials (Fe films) epitaxially grown on antiferromagnetic substrates (NiO(001) single crystals). The magnetic domain structures of Fe films were characterized by Scanning Electron Microscopy with Polarization Analysis (SEMPA). The Fe spin polarization is in plane and the interface exchange interaction causes the Fe domains to be modified from "free" Fe films. For Fe film grown on type I NiO(001) single crystal the spin polarization in each domain is roughly oriented along its easy direction [110] (or [1-10]) corresponding to the orientation of NiO(001) crystal. For Fe film grown on type II NiO(001) single crystal the spin polarization in each domain is inclined 60±120 from [1-10] direction or 110±120 from [110] direction corresponding to the orientation of NiO(001) crystal. A micromagnetic model was proposed, where the inclined angle is caused by the relatively weak in plane anisotropy K2 of NiO crystal. The magnetization reversal processes of Fe films were studied by Magneto-optical Kerr Effect (MOKE) and in-field SEMPA. The in-field SEMPA is an advanced extension of SEMPA, which allows SEMPA to work in the presence of an external magnetic field up to 400 Oe. The coercivity of Fe film was enhanced and domain wall creeping was observed at the applied field close to coercivity.