Doktorarbeit

Institut für Angewandte Physik, Uni Hamburg

Ich habe 2011 am Institut für Angewandte Physik in Hamburg mit einer Arbeit über epitakische Nanostrukturen promoviert. Der Titel meiner Dissertation lautet

Maskentechnik zur Erzeugung epitaktischer Nanostrukturen und Modifikation der magnetischen Anisotropie von ultradünnen Co/Au(111)-Filmen durch Ionenätzen

In der Arbeit untersuche ich ultradünne epitaktische Co/Au(111)-Strukturen und insbesondere deren magnetisch anisotropes Verhalten.

Um epitaktische Nanostrukturen untersuchen zu können, habe ich eine Methode entwickelt, diese mit Hilfe einer Maskentechnik herzustellen. Dazu werden Masken aus einer Siliziumnitritmembran mit fokussierten Ionenstrahlen ausgeschnitten und auf einen Träger aufgebracht, welcher im Ultrahochvakuum auf der Einkristall-Probe abgesetzt werden kann. Durch thermisches Verdampfen wird das Verdampfergut, z.B. Kobalt, auf dem Substrat abgeschieden und es wachsen epitaktische Nanostrukturen. Die Maske kann mehrfach wiederverwendet werden, sodass zum Beispiel Strukturen mit den selben lateralen Abmessungen, aber unterschiedlichen Schichtdicken hergestellt werden können. Die so hergestellten Strukturen werden mit dem magnetooptischen Kerreffekt hinsichtlich ihrer magnetischen Eigenschaften, insbesondere der magnetischen Anisotropie untersucht. In dieser Arbeit wird die Konzeption, die Konstruktion sowie der Aufbau der Ultrahochvakuumanlage beschrieben, mit der dieses Herstellungsverfahren realisiert wurde.

Weiterhin wird die magnetische Anisotropie ausgedehnter Co/Au(111)-Filme untersucht, die durch Ionenbeschuss abgetragen wurden. Dabei wird die Oberfläche der epitaktischen Filme verändert und die Oberflächenanisotropie wird verringert. Dadurch geht die bei geringen Schichtdicken vorhandene senkrechte Magnetisierungsrichtung verloren. Bei geringen Energien gelingt es aber, die Filme so abzutragen, dass die senkrechte Anisotropie nicht vollständig verloren geht und wiederum zu einer senkrechten Magnetisierung kommt. Dieses Verhalten wird mit der konstruierten Anlage untersucht und ein Modell zu Erklärung diskutiert. Mit den Ergebnissen ist es möglich, die beiden vorhandenen Grenzflächenanisotropien der Oberfläche, sowie der Grenzfläche zwischen Co und Au getrennt anzugeben.

Publikation

Die Arbeit ist bei der Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg elektronisch publiziert.
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