Mit Hilfe der spinpolarisierten Elektronenenergieverlustspektroskopie (SPEELS) wurden Spinwellen mit hohen Wellenvektoren in ultradünnen Eisenfilmen auf W(110) untersucht. Die Untersuchung erfolgt entlang der [001] Richtung mit in-plane Wellenvektoren von 0,3 Å-1 bis 1,1 Å-1. Bei Raumtemperatur zeigen die Spinwellen in 2 Monolagen (ML) dicken Eisenfilmen eine klare Dispersionsrelation. Die Spinwellenenergie erreicht dabei ein Maximum von 170 meV an der Brillouinzonengrenze. SPEEL-Spektren von Eisenfilmen mit einer Dicke zwischen 1 ML und 2 ML zeigen, dass die beobachteten Spinwellen hauptsächlich in Doppellagenbereichen entstehen. Für 1 ML Fe/W(110) werden SPEELS-Messungen bei einer Temperatur von 120 K durchgeführt. In diesem Fall zeigt die magnetische Anregung erniedrigte Energien im Bereich von 20 meV bis 60 meV. Es wurden ebenfalls Messungen an dickeren Eisenfilmen (bis zu 24 ML) ausgeführt. Die Verlauf der Spinwellenanregungen als Funktion der Schichtdicke wurde untersucht. Die Spinwellendispersion in den Eisenfilmen wird im Heisenberg-Modell diskutiert. Die daraus resultierenden Austauschparameter für 1 ML und 2 ML Fe/W(110) befinden sich in guter Übereinstimmung mit den Ergebnissen früherer Studien an magnetischen Domänenwänden. Aus der Intensitätsverteilung der Spinwellen in den SPEEL-Spektren, werden die Lebensdauer und die räumliche Verteilung der Spinwellen in 2 ML Fe/W(110) abgeschätzt. Die experimentellen Ergebnisse werden mit theoretischen Berechnungen auf Grundlage der Theorie itineranter Elektronen verglichen. Dabei zeigt die Dickenabhängigkeit der Spinwellensteifigkeit eine gute Übereinstimmung mit den berechneten Werten. Basierend auf einem Vergleichen zwischen experimentellen Ergebnissen und theoretischen Berechnungen werden die Peaks in der Spinwellenanregung in dickeren Eisenfilmen erklärt.
|