Berlin 2005 – scientific programme
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MA: Magnetismus
MA 5: Spinstrukturen und magnetische Phasenüberg
änge
MA 5.4: Talk
Friday, March 4, 2005, 11:15–11:30, TU EMH225
Fermifläche und Valenzbandstruktur von ferromagnetischen Gd-, Tb- und Dy-Filmen — •K. M. Döbrich1, J. E. Prieto1, K. Rossnagel2, A. Bostwick2, E. Rotenberg2, G. Kaindl1 und K. Starke1 — 1Fachbereich Physik, Freie Universität Berlin — 2Advanced Light Source, Lawrence Berkeley National Laboratory, U.S.A.
Die schweren Lanthanide Gd, Tb und Dy weisen ein hcp Kristallgitter mit drei Valenzelektronen pro Atom auf, weswegen ihre Bandstrukturen und Fermiflächen in der paramagnetischen Phase sehr ähnlich sind. Die Besetzung der 4f-Schale nimmt von Gd über Tb zu Dy um jeweils ein Elektron zu, womit eine Abnahme des Gesamtspins pro Atom und damit der Austauschaufspaltung einhergeht. Dies führt in der ferromagnetischen Phase zu signifikanten Unterschieden in den Bandstrukturen und Fermiflächen. Da die magnetischen 4f-Momente so stark lokalisiert sind, daß ihre direkte Wechselwirkung vernachlässigt werden kann, erfolgt die magnetische Kopplung benachbarter Atome über die itineranten Valenzelektronen (RKKY-Wechselwirkung). Unterschiede in der Bandstruktur und Fermifläche haben daher entscheidenden Einfluß auf die Ordnungstemperaturen und magnetischen Phasen der schweren Lanthanide.
Unsere winkelaufgelösten Photoemissionsmessungen an epitaktisch auf W(110) aufgedampften Gd-, Tb- und Dy-Filmen zeigen Unterschiede in Bändern und Fermifläche bei 30 K. Ein Vergleich mit neuen theoretischen Rechnungen erzielt gute Übereinstimmung.