Dresden 2003 – scientific programme

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MA: Magnetismus

MA 17: Magnetische Dünne Schichten II

MA 17.9: Talk

Wednesday, March 26, 2003, 18:00–18:15, HSZ/04

Antiferromagnetische Austauschkopplung an epitaktischen Fe/Si/Ge/Si/Fe Schichtsystemen — •Heiko Braak, R.R. Gareev, D.E. Bürgler, M. Buchmeier und P.A. Grünberg — Institut für Festkörperforschung, Forschungszentrum Jülich, 52425 Jülich

Starke antiferromagnetische Kopplung über epitaktisches Si mit Kopplungsstärken bis zu 6 mJ/m² waren Anlass, weitere Halbleiter als Zwischenschicht zu untersuchen. Die mit MBE im UHV produzierten Schichten mit reinem Ge als Zwischenschicht zeigten weder epitaktisches Wachstum noch Kopplung. Durch Einfügen von FeSi Diffusionsbarrieren an den Grenzflächen zum Fe gelang es, ein epitaktisches Schichtsystem zu erstellen.

Mit MOKE (Magneto-Optische Kerr-Effekt) und BLS (Brillouin-Licht-Streuung) wurden die bilinearen (J₁) und biquadratischen (J₂) Kopplungskonstanten numerisch extrahiert. Bis zu einer nominellen Ge-Schichtdicke von 4Å dominiert antiferromagnetische Kopplung (J_total≤1mJ/m²). Das Verhältnis von J₂/J₁ nimmt mit der Schichtdicke zu, so dass ab 6Å die 90*-Kopplung überwiegt. Für Schichtdicken >10Å konnte keine Kopplung beobachtet werden.
Somit übermittelt Germanium mit FeSi Interdiffusionsbarrieren antiferromagnetische Kopplung mit maximal 1mJ/m² und einer Abklinglänge von 1,5Å für J₁.