Experimentell entdeckt wurde der Spinreorientierungsprozess (engl.: Spin Reorientation Transition, SRT) 1968 von Gradmann etal. an NiFe Schichten auf Cu(111). Seit einiger Zeit ist der SRT erneut in den wissenschaftlichen Fokus gerückt, da das Verständnis des SRTs Grundlage für die Entwicklung von Schichtsystemen mit senkrechter leichter Achse ist, welche von großer Bedeutung, u.a. für Sensoranwendungen sowie für die magnetische Speicherung von Daten, sind. So kann zum Beispiel die Speicherdichte einer Festplatte durch eine senkrechte Magnetisierung der Bits aufgrund der damit einhergehenden Reduzierung der Fläche je Bit im Vergleich zu Festplatten mir paralleler Magnetisierung erhöht werden (Stichwort: perpendicular recording).
Die Untersuchung des Spin-Reorientierungsübergangs hat in der Vergangenheit wesentliche neue Erkenntnisse im Bereich des Dünnschichtmagnetismus gebracht. Bisher konnte dieses Phänomen im Wesentlichen mit lateral integrierenden Messmethoden untersucht werden. In unserem Ansatz verwenden wir spinaufgelöste Rastertunnelmikroskopie.
Mit dieser Methode kann eine Auflösung im Bereich einzelne Atome erreicht werden. Wir wollen damit den dickenabhängigen und temperaturabhängigen Spin-Reorientierungsübergang in epitaktischen Fe/Mo(110) und Co/Mo(110) - Filmen untersuchen. Besonderes Augenmerk legen wir auf den temperaturabhängigen SRT, da die Temperatur im Gegensatz zur Schichtdicke kontinuierlich variiert werden kann.
Ziel des Projekts ist es, ein mikroskopisches Verständnis des SRT zu gewinnen.
a) 3-dimensionale Darstellung eines (600 x 600) nm2 STM-Scans mit der spinpolarisierten differentiellen dI/dU-Leitfähigkeitskarte als Textur. Die Probe ist mit 1,5 ML Fe bei Raumptemperatur bedampft und anschliessend bei 600 K getempert. Gemessen wurde bei U=-0,7 V, I=2,5 nA und T=5 K Probentemperatur. Die Fe-Doppellagenstreifen zeigen einen deutlichen magnetischen Kontrast sowie Versetzungslinien. Eine Domänenwand ist gut erkennbar. Abbildungungen b-e) zeigen eine Sequenz von dI/dU-Bildern auf der gleichen Probenstelle wie a) aufgenommen bei schrittweiser Erhöhung der Probentemperatur. Der magnetische Kontrast bleibt bis zu einer Temperatur von 13 K deutlich sichtbar und verschwindet bei 13,2 K. In den Bildern d) - e) sind Doppelspitzenartefakte zu erkennen (markiert durch weisse Pfeile in d)). In den Bildern c) und d) ist auch in der Monolage ein magnetischer Kontrast sowie eine Domänenwand erkennbar (markiert mit einem grünen Kreis in d).