Ordering phenomena in FeCo-films and Fe/Cr-multilayers : an X-ray and neutron scattering study [article]

Bert Nickel, Universität Stuttgart, Universität Stuttgart
2001
In dieser Arbeit wurden Ordnungsphänomene in dünnen Filmen und magnetischen Mehrfachschichten untersucht. Die hochreinen, epitaktischen Proben wurden mittels Molekularstrahlepitaxie hergestellt. Im Anschluß wurden Röntgen- und Neutronenstreuexperimente an der Europäischen Synchrotronquelle (ESRF) und am Hochflußreaktor Institut-Laue-Langevin (ILL) durchgeführt. Bei den dünnen Filmen handelt es sich um epitaktische FeCo(001)-Filme auf MgO(001)-Substraten. Diese Filme zeigen einen kritischen
more » ... Phasenübergang und damit verbunden auch Fluktuationen der lokalen Ordnung. Die spezielle Filmgeometrie führt zu einer erhöhten A2-Ordnung an der Grenzfläche zum Substrat. Die temperaturabhängige Studie dieses Phänomens ('kritische Adsorption') ermöglichte es, erstmals den vorhergesagten Wert des universellen kritischen Oberflächenexponentens (eta_senkrecht) zu bestätigen. In unmittelbarer Nähe des Phasenübergangs beobachtet man weiterhin einen Übergang von dreidimensionalen zu zweidimensionalen Verhalten, welches sich in einer charakteristischen Änderung der Werte des kritischen Exponenten beta äußert. Dieser Übergang setzt ein, wenn die Größe der Fluktuationen etwa 1/3 der Schichtdicke beträgt. Bei den magnetischen Mehrfachschichten handelte es sich um eine 200-fach wiederholte Fe/Cr Heterostruktur mit Schichtdicken von je 19 Å Fe und 42 Å Cr. Die Mehrfachschicht wurde auf einer Nb(001) Pufferschicht gewachsen. Die Mehrfachschicht ist gekennzeichnet durch eine starke Terrassenstruktur. Ziel der Neutronenstreuexperimente war es, eine experimentelle Technik zur Bestimmung magnetischer Rauhigkeitskorrelationen zu entwickeln. Dies bedingt die spinaufgelöste Messung der diffusen Streubeiträge in der Nähe des Reflektivitätssignals. Als Flächenanalysator wurde hierfür erstmals ein mit polarisiertem 3He gefüllter Behälter in Kombination mit einem Drahtdetektor eingesetzt. Die so erhaltenen diffusen Intensitäten konnten mittels umfangreicher Modellrechnungen interpretiert werden.
doi:10.18419/opus-4653 fatcat:3mcgqvagu5e7llmfbebqhhmjoi