Deutsche Physikalische Gesellschaft e. V. (DPG)

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E-Verhandlungen 1998
Programm und Abstacts der Sitzung MA 11

•R. Schiller, W. Müller und W. Nolting
Humboldt-Universität zu Berlin, Institut für Physik, Invalidenstr. 110, D-10115 Berlin

Die elektronische Quasiteilchen-Bandstruktur eines ferromagnetischen local-moment Films wird im Rahmen des s-f Modells untersucht. Der Spezialfall eines einzelnen Elektrons im sonst leeren Energieband, das via Austausch-Koppelung mit dem vollständig geordneten System von lokalisierten Spins wechselwirkt, kann exakt gelöst werden und für das Spin-¯-Elektron können einige markante Korrelationseffekte gefunden werden. Wir erweitern unser Modell dahingehend, daß der Einfluß der Oberfläche auf die elektronische Struktur eingeschlossen wird. Dies wird durch Variation der Hopping-Integrale in unmittelbarer Nähe der Oberfläche erreicht und führt zur Existenz von Oberflächenzuständen sowohl in der Spin-­ als auch in der Spin-¯ Spektraldichte. Das Zusammenspiel zwischen Veränderung der Hopping-Integrale und dem Auftreten von Oberflächenzuständen und Korrelationseffekten wird ausführlich diskutiert.

[1] R. Schiller, W. Müller und W. Nolting, JMMM 169 (1997) 39-55

[2] R. Schiller, W. Müller und W. Nolting, sent to EPJ B (1997)

•T. Herrmann und W. Nolting
Institut für Physik, Humboldt-Universität zu Berlin, Invalidenstraße 110, 10115 Berlin

Ferromagnetismus dünner, frei schwebender Filme der Dicke 1-10 Monolagen wird im Rahmen des Hubbard Modells in der lokalen Näherung untersucht. Die elektronische Selbstenergie der Hubbard-Filme wird sowohl mit Hilfe einer selbstkonsistenten Momentenmethode als auch mit der Theorie einer lagenabhängigen modifizierten Legierungsanalogie approximiert. Die Methode der Legierungsanalogie erlaubt insbesondere die Berücksichtigung von Quasiteilchendämpfung im System. Beide Theorien schließen an exakte Resultate im Limes starker Coulomb Wechselwirkung an und müssen selbstkonsistent gelöst werden.

Für verschiedene Filmgeometrien werden lagenabhängige Spektraldichten und Quasiteilchenzustandsdichten, sowie die daraus resultierenden Lagenmagnetisierungen vorgestellt. Die Abhängigkeit der Curie-Temperatur T_C von der Filmdicke wird diskutiert.

Durch die Berücksichtigung von effektiven Anisotropiefeldern kann in 1. Ordnung Störungstheorie ein Reorientierungsübergang der Magnetisierungsrichtung als Funktion der Temperatur beobachtet werden. Die Reorientierungstemperatur T_R zeigt bei festgehaltener Filmdicke eine deutliche Abhängigkeit von der in der äußeren Lage), Filmgeometrie, der Bandbesetzung und der Stärke der Coulomb Wechselwirkung.

•Christine Kolczewski, Karin Fink und Volker Staemmler
Lehrstuhl für Theoretische Chemie, Ruhr-Universität Bochum, D-44780 Bochum

Für drei verschieden zweikernige schwefelverbrückte Übergangsmetallkomplexe, die von Wieghardt et al [1] kürzlich synthetisiert und auf ihre magnetischen Eigenschaften hin untersucht worden sind, wurden ab initio-Rechnungen für die niedrig liegenden Spinzustände durchgeführt.

Die magnetische Kopplungskonstante wurde mit quantenmechanischen Methoden berechnet, dabei wurden Relaxationseffekte berücksichtigt. Der Einfluß der Geometrie des Komplexes auf die magnetischen Eigenschaften wurde untersucht. Die auftretenden magnetischen Kopplungen werden ausführlich diskutiert und nach ferro- und antiferromagnetischen Beiträgen aufgeschlüsselt. Abweichungen von den experimentellen Werten werden diskutiert und erklärt.

[1] Th. Beissel, Th. Glaser, F. Kesting, K. Wieghardt, B. Nuber, Inorg. Chem 1996, 35 3936-3947

M. Deng, •H. Freyer, J. Voitländer und H. Ebert
Institut für Physikalische Chemie, Universität München, Theresienstr. 37, D-80333 München

der spinpolarisierten, relativistischen KKR-Greensfunktionsmethode implementiert. Dies gestattet zum einen die Anwendung sowohl auf para- als auch auf ferromagnetische Systeme. Zum anderen wird dabei allen relativistischen Effekten Rechnung getragen. Die korrekte Implementierung des Formalismus wurde mittels einer Summenregel für die elektronische Zustandsdichte am Beispiel des paramagnetischen Übergansmetalls Pd sowie des Ferromagneten Fe überprüft.

Als erste Anwendungen wurden die Pauli-Spinsuszeptibilität und die Knight-Verschiebung von Pd berechnet, wobei eine Verstärkung aufgrund von Austausch- und Korrelationseffekten (Stoner-Mechanismus) berücksichtigt wurde. In beiden Fällen konnte eine zufriedenstellende Übereinstimmung mit den entsprechenden experimentellen Werten erzielt werden.

J.F. Valdés¹, J. Cartes¹, E.E. Vogel¹, •S. Kobe² und T. Klotz^2
1Department of Physics, Universidad de La Frontera, Casilla 54-D, Temuco, Chile
²Institut für Theoretische Physik, Technische Universität Dresden, 01062 Dresden, Germany

Ground states of Ising lattices with ±J exchange interactions are highly degenerated. Such degeneracy can be understood on the basis of 'local microcanonical ensembles (LEG's)'. All states of a LEG, which are connected by single spin flips, are related to local groups or clusters of spins in the real space. For small L ×L samples all ground states are calculated by exact optimization algorithms. Then the LEG's are studied. Finally, the number of states associated to a cluster of alternating spins and its dependence on the size, the shape and the topology of the cluster and its surrounding plaquettes are analyzed. The dependence on the size of the systems is discussed.

•D.V. Berkov
INNOVENT e.V., Goeschwitzer Str. 22, D-07745 Jena, Germany

The overlap distribution density P(q) of various thermodynamic states for spin glasses is of a great interest mainly due to the Parisi solution [1] predicting that for the Sherrington-Kirkpatrick model P(q) is non-self-averaging and contains in addition to the two d-functions a continuous component. On the other hand, there exist quite strong general arguments [2] that for any realistic spin glass model P(q) is self-averaging.
We have calculated the overlap distribution density of the local energy minima for several 'continuous' spin glass models: Heisenberg-, RKKI- and dipolar glasses. The overlap distribution was obtained by generating a large number of local minima starting from various initial spin configurations and calculating their mutual overlaps. The overlap distribution obtained this way is supposed to represent the corresponding distribution of the system pure states in the limit of zero temperature if the entropies of various local minima are comparable. For all models the overlap distribution density was found to be self-averaging. Moreover, the finite size scaling of our results indicates that in the thermodynamic limit these distribution densities are single d-functions at q = 0.

[1] G.Parisi, Phys. Rev. Lett., 43, 1754 (1979)

[2] C.M.Newmann, Phys. Rev. Lett., 76, 515 (1996)

V. Barar, W. Brauneck und D. Wagner
Institut für Theoretische Physik III, Ruhr-Universität Bochum, Universitätstr. 150, D-44780 Bochum

Spinfluktuationstheorien haben viel zum Verständnis des itineranten Ferromagnetismus beigetragen. Bestimmte Erweiterungen, die zusätzlich zu den Spinfluktuationen Fluktuationen der Dichte einschließen, haben sich auch bei der Beschreibung magnetomechanischer Eigenschaften wie der Invar-Effekte bewährt [1]. Wir haben die Spinfluktuationstheorie einem Test unterzogen: auf des Falicov-Kimball-Modell im Limes unendlicher Raumdimension [2] wurde eine dem Modell angepaßte Spinfluktuationstheorie angewendet; die erhaltenen Ergebnisse wurden mit den exakten Ergebnissen verglichen.

[1] z.B. D. Wagner, J. Phys. : Condens. Matt. 1, 4365 (1989)

[2] U. Brandt, C. Mielsch, Z. Phys. B75 365 (1989)

•J. Engelhardt¹, M. Asen-Palmer¹, W. Schnelle¹, K. Bärner² und E. Gmelin^1
1Max-Planck-Institut für Festkörperforschung,
Heisenbergstraße 1, D-70569 Stuttgart
²IV. Physikalisches Institut, Universität Göttingen, Bunsenstraße 11-15, D-37073 Göttingen

Mn_2-xCr_xSb zeigt einen antiferromagnetisch-ferrimagnetischen Phasenübergang 1. Ordnung, wobei die teragonale Struktur erhalten bleibt. Daneben tritt, unabhängig von x, eine stabile, stark ferromagnetische sekundäre Phase (Mn_1.07Cr_0.11Sb) auf, die sich kohärent zum regulären Gitter regelmäßig in (101)-Ebenen ausscheidet. An Einkristallen dieses Systems wurde mit einem kapazitiven Dilatometer erstmals die thermische Ausdehnung zwischen 4K und 320K gemessen. Zudem stellen wir adiabatische Messungen der spezifischen Wärmekapazität in Magnetfeldern bis 13T im Temperaturbereich von 20K bis 320K vor. Sowohl im thermischen Ausdehnungskoeffizienten als auch in der spezifischen Wärmekapazität werden zusätzlich zur Anomalie der Hauptphase weitere Strukturen überraschend deutlich erkennbar, die als extrinsische Effekte gedeutet werden. Diese Anomalien können mit Grenzschichten, die von der Fremdphase erzeugt werden und mit spinabhängiger Streuung in Verbindung gebracht werden.

•F. Pérez-Willard¹, T. Werner¹, J. Wosnitza¹, U. Schotte², H. Tanaka³ und H. v. Löhneysen^1
2Hahn-Meitner-Institut, D-14109 Berlin
³Department of Physics, Tokyo Institute of Technology, Tokyo 152, Japan
¹Physikalisches Institut, Universität Karlsruhe, D-76128 Karlsruhe

Wir berichten über Messungen der spezifischen Wärme und des magnetokalorischen Effekts mit hoher Auflösung, um die magnetischen Phasendiagramme von hexagonalen quasi-eindimensionalen ABX₃-Antiferromagneten mit XY-Anisotropie zu bestimmen. Für CsCuCl₃ wurde die Winkelabhängigkeit zwischen Magnetfeld und c-Achse im Detail untersucht, um die Evolution der kürzlich für B ^c  (q = 90^°) gefundenen Zwischenphase zu bestimmen. Wir beobachten eine sehr plötzliche Änderung des B-T-Phasendiagramms zwischen q = 52^° und 68^°. In RbMnBr₃ führt eine leichte Verzerrung in der hexagonalen ab-Ebene zu einer kleinen Aufspaltung DT_N = 35 mK des Phasenübergangs im Nullfeld bei 8.55 K. Für B ^c finden wir jeweils zwei antiferromagnetische und zwei Spinflop-Phasen im Gegensatz zu dem unverzerrten System CsMnBr₃ mit jeweils einer Phase. Das Phasendiagramm wird mit früheren Messungen der Neutronenstreuung und theoretischen Vorhersagen verglichen.

•A. Kreyßig¹, B. Idzikowski², K.-H. Müller³, M. Loewenhaupt¹ und A. Hoser^4
1TU Dresden, Institut für Angewandte Physik, D-01062 Dresden
²Institute of Molecular Physics, PL-60-179 Poznan, Polen
³IFW Dresden, D-01171 Dresden
⁴Hahn-Meitner-Institut Berlin, D-14109 Berlin

Polykristalline Proben von DyCu₅ weisen in unseren Magnetisierungsmessungen unterhalb einer Temperatur von T_m  »  7 K metamagnetisches Verhalten auf, das vermutlich an einen antiferromagnetischen Zustand gekoppelt ist. Zwischen T_m und T_c  »  14.5 K zeigt sich eine spontane Magnetisierung und oberhalb von T_c Paramagnetismus [1].
Neutronendiffraktion wurde in einem Temperaturbereich von 2 K bis 100 K und in einem Magnetfeld von 0 T bis 7 T am E6 und E2 im HMI Berlin durchgeführt und aus den Ergebnissen erstmals ein Phasendiagramm für die magnetische Fernordnung von polykristallinem DyCu₅ erarbeitet. Im Nullfeld zeigen sich unterhalb von T_m zusätzliche Beugungsreflexe, die einer antiferromagnetischen Struktur zugeordnet werden. Durch Anlegen eines Magnetfeldes kommt es ab 1.4 T bei 2 K zur Umwandlung in eine ferromagnetische Struktur. Oberhalb von T_m konnte im Nullfeld keine magnetische Fernordnung nachgewiesen werden. Im Magnetfeld kommt es ab 0.6 T bei 10 K bzw. ab 6 T bei 60 K ebenfalls zur Ausprägung der ferromagnetischen Struktur.

[1] K.-H. Müller, B. Idzikowski et  al.; IEEE Trans.  Magn.  33, 3565 (1997)

•R. Klingeler¹, S. Uhlenbruck¹, B. Büchner¹, R. Teipen¹, H. Kierspel¹, O. Friedt¹, A.M. de Leon Guevara², L. Pinsard², A. Revcolevschi² und R. Gross^1
1II. Physikalisches Institut, Universität zu Köln, Zülpicher Str.77, D-50937 Köln
²Laboratoire de Chimie des Solides, Orsay, Université Paris-Sud,F-91405 Orsay Cedex

Es werden hochauflösende Messungen der spezifischen Wärme an einkristallinen Proben des Systems La_1-xSr_xMnO₃ im Temperaturbereich von 20 K bis 290 K, sowie in Magnetfeldern bis 14 Tesla vorgestellt. Für x=1/8 treten im diesem Temperaturintervall drei Phasenübergänge auf: ein struktureller, ein magnetischer und ein Ladungsordnungsübergang, der ebenfalls mit einer strukturellen Änderung einhergeht. Sowohl die Übergangstemperaturen als auch die mit diesen Phasenübergängen verbundenen Anomalien in der spezifischen Wärme zeigen eine starke Magnetfeldabhängigkeit . Dies wird anhand des Doppelaustauschmodells und von Jahn-Teller-Verzerrungen interpretiert. Wir untermauern diese Interpretation durch Röntgen- und Transportmessungen.

•M.E. Gruner und P. Entel
Theoretische Tieftemperaturphysik, Gerhard-Mercator-Universität - GH - Duisburg, 47048 Duisburg

Die Laves-Phasen-Verbindung YMn₂ zeichnet sich durch einen Kollaps des magnetischen Moments bei 100 K aus, der mit einer abrupten Volumenkontraktion von etwa 5 % einhergeht. Oberhalb der Übergangstemperatur ist eine stark erhöhte thermische Ausdehnung (Anti-Invar-Effekt) zu verzeichnen. Diese Effekte verschwinden, wenn wenige Prozent der Mn-Atome durch Al ersetzt werden. Ein derartiges Verhalten läßt sich mit Hilfe eines verallgemeinerten Spin-1 Ising-Modells reproduzieren, das gekoppelte magnetische und räumliche Freiheitsgrade besitzt. Das Modell beruht auf der Annahme zweier Zustände der Mn-Atome: Einem High-Moment-Zustand (HM) mit großem magnetischem Moment und großer Gitterkonstante sowie einem Low-Moment-Zustand (LM) mit kleinem magnetischem Moment und kleinerer Gitterkonstante.

Um den Einfluß von Frustrationseffekten zu charakterisieren, wurde zusätzlich das Verhalten eines Ising-Antiferromagneten auf dem Mn-Untergitter unter Verdünnung untersucht.

Diese Arbeit wurde durch die DFG im Rahmen des SFB 166 gefördert.

•H. Schmid, T. Zeiske, K. Knorr und W. Prandl
Institut für Kristallographie Universität Tübingen, Charlottenstraße 33, 72070 Tübingen

We have measured the magnetization, suszeptibility, specific resistance, X-Ray and neutron diffraction data of the series (Ho_xCa_1-x)MnO₃ (x £ 0.5; step width Dx = 0.1 or less). The compounds analyzed have distorted perovskite structures: they are orthorhombic for 0 £ x £ 0.13, and have an orthorhombic to monoclinic phase transition for 0.13 £ x £ 0.33 with T_OM =T_OM(x). Ho ions are paramagnetic for 4K £ T £ 300K. Their magnetization and susceptibility at low temperatures are, however, reduced from what one expects free ions. We calculate a crystal field correction M_Ho(T,H) and c_Ho(T). The resulting data for Mn shows a ferromagnetic phase at x=0.1 ± 0.05 and ordering temperatures T_N/T_c » 110K. These results show that (Ho_xCa_1-x)MnO₃ belongs to the family of giant magnetoresistance compounds (La_xCa_1-x)MnO₃ with, however, the ferromagnetic phase occuring at x=0.1 as compared to x=0.67 in the La-compound. >From this observation we draw the conclusion that the concentration Mn_x³⁺Mn_1-x⁴⁺ is of minor importance for the occurrence of ferromagnetism: it is evidently the size of RE ion (r_Ho=0.89 \mathaccent23 A; r_La=1.39 \mathaccent23 A) which is essential.
We acknowledge the support by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (Proj. PR44/8-1).

•Matthias Kaulke¹, Andreas Honecker² und Klaus-Dieter Schotte^1
1Freie Universität Berlin, Arnimallee 14, 14195 Berlin
²S.I.S.S.A., Via Beirut 2-4, 34014 Trieste, Italien

Wir untersuchen drei antiferromagnetisch gekoppelte eindimensionale Spin-1/2 Heisenberg Ferromagneten in einem starken äußeren Magnetfeld. Das magnetische Phasendiagramm wird mit Hilfe von Störungsrechnung, exakter Diagonalisierung kleiner Systeme und Dichtematrix Renormierung studiert. Die Magnetisierung zeigt als Funktion des äußeren Feldes ein Plateau bei 1/3 des Maximalwertes. Es besteht eine Verbindung zu Magnetisierungsprozessen in realen Verbindungen wie z.B. CsCuCl₃.

•K. Kiefer, M. Enderle und K. Knorr
Institut für Technische Physik, Universität des Saarlandes, Bau 38, 3.OG, 66123 Saarbrücken

CsNiCl₃ läß t sich als Heisenberg-Antiferromagnet mit schwacher Ising-Anisotropie beschreiben. Das Phasendiagramm zeigt für kleine Magnetfelder parallel zur Isingachse (c-Achse) zwei Phasenübergänge in Abhängigkeit von der Temperatur, die beim Spin-Flopfeld in einen einzigen übergehen. Für H^c beobachtet man bis zu hohen Feldstärken zwei Phasenübergänge. Bei Dotierung mit 2 % Fe finden wir mittels spezifischer Wärmemessungen in beiden Feldrichtungen Phasendiagramme, die einem System mit schwacher XY-Anisotropie entsprechen und zeigen, daß die starke XY-artige Kristallfeldanisotropie des Fe-Ions zu einem Teil auf das Ni-Spinsystem übertragen wird.

•M. Lohmann, A. Loidl, M. Klemm, G. Obermeier und S. Horn
Institut für Physik, Universität Augsburg, D-86135 Augsburg

a'-NaV₂O₅ kristallisiert in orthorhombischer Struktur mit alternierend angeordneten Ketten aus magnetischem V⁴⁺O₅ (s=1/2) und unmagnetischem V⁵⁺O₅.
Bei T_SP=34 K zeigt es einen Spin-Peierls Übergang [1].
Wir zeigen ESR-Messungen (bei 9,5 GHz) an verschiedenen hochwertigen Einkristallen zwischen 4 K und 700 K. Die Signalintensität folgt bei hohen Temperaturen gut dem für einen eindimmensionalen Heisenberg-Antiferromagneten erwarteten Verhalten, weicht jedoch unterhalb von ca. 250 K davon ab. Für T < T_SP erlaubt der exponentielle Abfall der Signalintensität die Bestimmung der Singulett-Triplett-Energielücke D und der Austauschkonstanten J₁ und J₂.
Gezeigt werden außerdem Messungen an nichtstöchiometrischen Proben Na_xV₂O₅ (x ¹ 1).

[1] M. Isobe, Y. Ueda, J. Phys. Soc. Jpn. 65, 1178 (1996)

[2] M. Lohmann, A. Loidl, M. Klemm, G. Obermaier, S. Horn, Solid State Commun., (1997) in print

Andreas Fledderjohann, Karl-Heinz Mütter, •Mu-Sung Yang und Michael Karbach
Physics Department, University of Wuppertal, D-42097 Wuppertal, Germany

We study the first derivative of the staggered magnetization squared dm^\dag(q)²/dq and the second derivative d²e₀(q)/dq² of the ground state energy per site. The parameter q controls the anisotropy between horizontal and vertical couplings in a two-dimensional (2D) spin-1/2 antiferromagnetic Heisenberg model. It is shown, that both derivatives diverge at q = 1, where the anisotropic 2D model reduces to the 1D model.

•C.R. Gerhardt¹, K.-H. Mütter¹ und H. Kröger^2
1Fachbereich Physik, Bergische Universität Wuppertal, D-42097 Wuppertal
²Department of Physics, Université Laval, Quebec, Quebec G1K 7P4, Canada

Wir untersuchen die Grundzustandsenergien und Magnetisierungskurven des eindimensionalen XXZ-Modells mit übernächster Nachbarwechselwirkung a und Anisotropie D ( -1 £ D £ 1) bei T = 0. Zwischen der bekannten ferro- und antiferromagnetischen Phase finden wir eine Übergangsphase (Metamagnetische Phase), in der die Magnetisierungskurven bei einem kritischen äußeren Feld B_c(a,D) eine Diskontinuität aufweisen. Experimentell ist ein solches Verhalten etwa bei den Magnetisierungskurven von GdNi₂Sb₂, GdCu₂Sb₂ und Tb_1-xSc_xMn₂ beobachtet worden. Bisherige Erklärungsansätze des Metamagnetismus beschränken sich auf Isingartige Modelle. Unser Modell ist ein erstes quantenmechanisches Modell, das Spin-Flip Phänomene zeigt.

•M. Hummel¹, C. Pich² und F. Schwabl^1
1Institut für Theoretische Physik, Technische Universität München, 85747 Garching
²Department of Physics, University of California, Santa Cruz, CA 95064, USA

In dieser Arbeit werden antiferromagnetische Spinketten untersucht, die auf einem Dreieckgitter angeordnet sind und untereinander über eine schwache, antiferromagnetische Austauschwechselwirkung koppeln. Eine experimentelle Realisierung derartiger Systeme stellen bestimmte Halide mit der allgemeinen Struktur ABX₃ (z.B. RbMnBr₃) dar. Neben der Austauschwechselwirkung wird zusätzlich die anisotrope, langreichweitige Dipolwechselwirkung mit in der Theorie berücksichtigt, d.h. als Modell dient in unseren Überlegungen ein Heisenberg-Modell mit Dipol-Dipol-Wechselwirkung und äußerem Magnetfeld.

Wir zeigen, daß der Grundzustand dieser Systeme ohne Magnetfeld empfindlich von der relativen Stärke von Interketten-Austauschwechselwirkung zu Dipolwechselwirkung abhängt. Die Stabilität der resultierenden Phasen und die Auswirkungen von Fluktuationen auf deren Eigenschaften werden über die Berechnung der Magnonenanregungen in linearer Spinwellen-Näherung untersucht.

Weiterhin wird das Verhalten der einzelnen Phasen bei Anlegen eines Magnetfeldes studiert.

•D. Mienert¹, H. G. Walf¹, H.-H. Klauß¹, M. Hillberg¹, W. Wagener¹, F. J. Litterst¹, M. B. Fontes² und E. Baggio-Saitovitch^2
2Centro Brasileiro de Pesquisas Fisicas, Rio de Janeiro, Brasilien
¹Institut für Metallphysik und Nukleare Festkörperphysik, TU Braunschweig, Mendelssohnstraße 3, D-38106 Braunschweig

Das Legierungssystem Ce(Ru_1-xFe_x)₂Ge₂ ist ein Beispiel für ein magnetisches Verhalten gemäß dem Doniach Modell. Im magnetisch lokalisierten Bereich des Phasendiagramms (bei kleinem x) zeigt es jedoch eine ferromagnetische Ordnung [1]. Zur detailierten Untersuchung der Struktur und Dynamik der magnetischen Phasen wurden neue Magnetisierungsmessungen und mSR-Experimente durchgeführt. Bei niedrigen Fe-Konzentrationen (bis x=0.05) wurde eine zweite, antiferrromagnetische Phase zwischen 7.2 K und 8.2 K gefunden. Diese Phase ist in den mSR-Experimenten durch das Auftreten von zwei spontanen Rotationssignalen gekennzeichnet. Für größere x findet eine Reduzierung des Cer-Momentes und bei ca. x=0.7 ein Übergang zu einem moderaten Schwer-Fermionen-System statt. Es werden die möglichen mikroskopischen Modelle zur Interpretation der experimentellen Ergebnisse diskutiert.

[1] M. B. Fontes et al., Phys. Rev. B 53 (1996) 11678

•D. Baabe¹, H.-H. Klauss¹, M. Hillberg¹, J. Klenke², F.J. Litterst¹, H. Brehmers¹, H. Walf¹, M. Fricke³ und J. Hesse^1
1Institut für Metallphysik und Nukleare Festkörperphysik, TU Braunschweig, Mendelssohnstraße 3, D-38106 Braunschweig
²Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, D-38116 Braunschweig
³Hahn-Meitner-Institut, Glienicker Straße 100, D-14109 Berlin

Es werden neue mößbauerspektroskopische Untersuchungen an dem reentrant Spinglas (Fe_0.65Ni_0.35)_1-xMn_x sowohl im Nullfeld, als auch im externen Magnetfeld von 0.5T, bzw. 5.5T, vorgestellt. Es wurde dabei in einem Temperaturbereich von etwa 4K bis 300K gemessen. Für die untersuchten Pulver-Proben mit x=0.07, 0.11, 0.12 und 0.15 werden die Temperatur- und Feldabhängigkeit des mittleren Hyperfeinfeldes und die Breite der Feldverteilungen bestimmt. Aus den relativen Intensitäten der Mößbauer-Linien wird auf die Feld- und Konzentrationsabhängigkeit der Spinausrichtung beim Übergang in die ungeordnete Spinglasphase geschlossen. mSR-Untersuchungen an diesen Proben weisen darauf hin, daß bei einer Mangankonzentration von x » 0.12 ein Übergang von einem itineranten zu einem mehr lokalisierten 3d-Elektronen-System stattfindet [1]. In wie weit die Mößbauer-Untersuchungen diese Interpretation unterstützen wird diskutiert werden.

[1] H.-H.Klauss, et al., Hyperfine Interactions 104 (1997) 319-323

•B. Lanchava, S. Kreuzer, N. Nestle, G. Bayreuther, H. Hoffmann und D. Weiss
Institut für Experimentelle und Angewandte Physik, Universität Regensburg, Universitätstraße 31, 93040 Regensburg

Magneto-optische Kerr-Mikroskopie erlaubt die Beobachtung von Magnetisierungsdomänen in ferromagnetischen Schichten. Unter günstigen Bedingungen können mit diesem Verfahren auch Magnetisierungsdomänen in mikrostrukturierten Ferromagneten untersucht werden, wo sich teilweise deutliche Geometrie-Effekte in Folge der Strukturierung zeigen (z.B. [1]). Derartige Bilder wurden von uns für das Plakat zur Ankündigung dieser Tagung angefertigt. In unserem Beitrag sollen die Bedingungen und Probleme bei der Anwendung von Kerr-Mikroskopie-Verfahren auf strukturierte Magnetschichten diskutiert werden und Ergebnisse derartiger Messungen an Fe-Schichten von etwa 50 nm Dicke vorgestellt werden. Darüberhinaus sollen Ansätze zur quantitativen Auswertung solcher Bilder und eventuelle Implikationen für den Bau von spinelektronischen Bauelementen diskutiert werden.

[1] H. van den Berg, IBM Res. Journ. 33(5), 540 (1989)

•F. Matthes¹, H. Brückl², G. Reiss², E. Stavrou³ und H. Rohrmann^3
1IFW Dresden, Helmholtzstr. 20, D-01069 Dresden
²Universität Bielefeld, Fakultät Physik, Universitätsstr. 25, D-33615 Bielefeld
³Universität GH Kassel, Experimental Physik IV, Heinrich-Plett-Str. 40, D-34132 Kassel

Die relativ großen Kerrdrehwinkel von Fe/SE-Verbindungen ermöglicht die Demonstration von hochauflösender magneto-optischer Nahfeldmikroskopie. Vorgestellt werden magneto-optische Nahfeldaufnahmen an 20 nm dicken amorphen TbFeCo-Schichten auf Glassubstraten in Transmissionsgeometrie. Der gemessene Kerrdrehwinkel der Schichten liegt bei 10 Bogenminuten. Die magneto-optischen Nahfeldaufnahmen zeigen eindeutig Übergangsbreiten zwischen den Magnetisierungsbereichen von unter 100 nm und demonstrieren somit das hohe laterale Auflösungsvermögen dieser Methode. Es ist ferner geplant, über die Erwärmung der Nahfeldsonde (bis 200^°C) bei einem anliegenden Bias-Feld lokal Domänen in die TbFeCo-Schichten zu schreiben (Curie-Schreiben).

•K.-U. Harder, D. Menzel, A. Borgschulte, T. Widmer und J. Schoenes
Institut für Halbleiterphysik und Optik und Hochmagnetfeldanlage, Technische Universität Braunschweig, Mendelssohnstraße 3, D-38106 Braunschweig

SiO/Bi/Mn/SiO-Schichten wurden in einer MBE im UHV gleichzeitig auf Quarz- und (001) GaAs-Substrate aufgedampft und anschließend 60 Minuten bei 365⁰C getempert. REM-Untersuchungen zeigten eine geringe Oberflächenrauigkeit. Analysen der Zusammensetzung und der strukturellen Qualität der MnBi-Schichten erfolgte mit EDX-und XRD-Messungen. Dem sehr geringen Restgasdruck entsprechend wurden keine Oxidphasen, wie Mn₃O₄, beobachtet. Obwohl keine weiteren Elemente wie Aluminium mit aufgedampft wurden, konnte die Korngröße auf ca. 100 nm verringert werden. Die magnetischen und magneto-optischen Eigenschaften der Schichten wurden mit Hilfe von SQUID- und MOKE-Messungen untersucht und mit den strukturellen Eigenschaften korreliert. Messungen der magneto-optischen Kerr Drehung weisen keinen Peak im UV-Spektralbereich auf. Im Hinblick auf die Oxidfreiheit der Schichten bestätigt dies die aus Berechnungen getroffene Annahme von Köhler und Kübler [1], daß in die MnBi-Matrix eingebauter Sauerstoff für den Kerr-Rotationspeak bei ca. 3.3 eV verantwortlich ist.

[1] J. Köhler, J.Kübler, J. Phys. Condens. Matter 8(2), 8681 (1996)

•D. Menzel, A. Borgschulte, K.-U. Harder, T. Widmer und J. Schoenes
Institut für Halbleiterphysik und Optik, Technische Universität Braunschweig, Mendelssohnstraße 3, 38106 Braunschweig

Mit Hilfe eines SQUID-Magnetometers wurden die magnetischen Eigenschaften von Mn_xPt_1-x- und MnBi-Schichten in Magnetfeldern bis zu 5 T und bei Temperaturen im Bereich von 1,7 K bis 800 K untersucht. Diskutiert werden Abhängigkeiten der Magnetisierung von den Wachstumsparametern der mit Molekularstrahlepitaxie (MBE) hergestellten Schichten. So dient die Bestimmung der Curie-Temperatur insbesondere bei Mn_xPt_1-x zur Ermittlung der Mangankonzentration. Darüberhinaus existiert eine ausgeprägte Anisotropie zwischen in-plane- und out-of-plane-Magnetisierung. Beim MnBi interessieren im Hinblick auf eine Anwendung als magneto-optisches Speichermedium vor allem Größen wie Remanenz und Koerzitivfeldstärke der Schichten. Die Ergebnisse der Magnetisierungsmessungen werden mit denen von Untersuchungen des magneto-optischen Kerr-Effekts (MOKE) und weiteren Charakterisierungsmethoden wie RHEED, XRD und EDX verglichen.

•A. Borgschulte, D. Menzel, M. Kiy, K.-U. Harder, U. Barkow, T. Widmer und J. Schoenes
Institut für Halbleiterphysik und Optik, Technische Universität Braunschweig, Mendelssohnstraße 3, 38106 Braunschweig

Es wurden das Wachstum und die Abhängigkeit der magnetischen und magneto-optischen Eigenschaften von Konzentration und Schichtdicke dünner, epitaktischer Mn_xPt_1-x-Filme (x » 0,25) untersucht. Die Schichten wurden im UHV (p » 10 ^-9 mbar) auf SrTiO₃-(001)-Einkristallen aufgewachsen. Epitaxie und Oberflächenstruktur der Schichten wurden in-situ mittels Reflexionselektronenbeugung (RHEED) und Ultraviolette Photoelektronenspektroskopie (UPS), ex-situ mittels Röntgendiffrak tometrie (XRD) und energiedispersiver Röntgenanalyse (EDX) charakterisiert. Die magnetischen Eigenschaften wurden mit Hilfe eines SQUID-Magnetometers ermittelt. Magneto-optisch wurden die Schichten mit Hilfe von MOKE-Messungen untersucht und mit den stru kturellen Eigenschaften korreliert. Alle Proben zeigen eine starke Abhängigkeit des polaren Kerr-Effekts von der Mn-Konzentration und des Nahordnungsparameters. Bei Messungen der Kerrdrehung ergaben sich Werte von q_K = 0,22^° bis q_K  = 0,72^° bei einer Wellenlänge von l = 1000 nm.

•F. Herbstritt, C. Höfener, Y. Lu, U. Schoop, B. Wiedenhorst, D. Kölle, L. Alff und R. Gross
Lehrstuhl für Angewandte Physik, II. Physikalisches Institut, Universität zu Köln, Zülpicherstr. 77, D-50937 Köln

Dünne Schichten aus YBa₂Cu₃O_7-x (YBCO) und La_0.67Ba_0.33MnO₃ (LBMO) wurden durch Laserablation auf einkristallinen Substraten aus SrTiO₃ (STO) und NdGaO₃ (NGO) aufgewachsen. Die Filme wurden mittels RHEED, Röntgendiffraktometrie (XRD) und SEM/AFM auf ihre Oberflächen- und Kristallstruktur sowie durch induktive bzw. resistive Meßmethoden auf ihre elektrischen Transporteigenschaften hin untersucht. Durch Variation der Herstellungsparameter wurde der Wachstumsprozeß zunächst für beide Materialien getrennt und später für die Herstellung von Zweischichtsystemen optimiert. Es wurde ein Herstellungsprozeß gefunden, der das epitaktische Wachstum von LBMO auf YBCO ermöglicht. Die supraleitende Basisschicht hatte typischerweise eine kritische Temperatur von T_c > 88 K. Die Halbwertsbreite der durch XRD gemessenen Rocking Kurve der Multilage ist durch die Epitaxie des YBCO Films bestimmt und lag für beide Materialien bei etwa 0.3^°. Aus den so gewonnenen Zweischichtsystemen wurden Dreitorbauelemente hergestellt, an denen der Einfluß eines lokal injizierten spinpolarisierten Quasiteilchenstromes auf die Supraleitung untersucht werden kann.

Diese Arbeit wird gefördert durch die DFG (SFB 341).

•W. LOHSTROH¹, M. MÜNZENBERG¹, H. FRITSCHE², W. FELSCH¹, G. FELCHER³ und H. AMLETTA^2
1I.Physikalisches Institut und SFB 345, Universität Göttingen
²Hahn-Meitner-Institut, Berlin
³Argonne National Laboratory, IL, USA

Untersuchungen von Fe/La- Vielfachschichten mittels Röntgendiffraktometrie, RHEED und MOKE zeigen ein texturiertes Wachstum und geringe remanente Magnetisierung (0.4 M_S). In der mit Neutronenstreuungsexperimenten bestimmten Reflektivität treten längerperiodische magnetische Strukuren auf. Über vergleichbare Strukturen bei Fe/CeH₂- und Fe/LaH₂-Vielfachschichten ist bereits berichtet worden [1]. Die Reflektivität wurden mit zwei Modellen angepaßt: Einem Modell mit einem kontinuierlichen Drehung der Magnetisierungsrichtung der ferromagnetisch oder antiferromagnetisch gekoppelten Fe-Schichten und einem auf rein ferromagnetischer, antiferromagnetischer oder 90^o-Kopplung bestehenden Modell mit statistischen Fluktuationen an dem Übergang zwischen Bereichen verschiedener Kopplung. Das erste Modell führt dabei zu den bereits vorgestellten Spiral- oder Fächerstrukturen.

[1] W. Lohstroh, O. Schulte, F. Klose, M. Münzenberg, W. Felsch, H. Maletta, H. Lauter, Physika B 234-236, 477 (1997)

•M. MÜNZENBERG¹, W. LOHSTROH¹, O. SCHULTE¹, W. FELSCH¹, C. DUFOUR² und P. BAUER^2
1I. Physikalisches Institut und SFB 345, Universität Göttingen
²Laboratoire du Physique de Solide, Université de Nancy I, France

The magnetism of UHV-sputtered (111)-textured Fe films, separated by CeH₂, has been studied with the magneto-optic Kerr effect in the longitudinal configuration. VSM-studies, susceptibility measurements and Mössbauer spectroscopy on samples with ~ 30 couples have shown a thermally driven reorientation of the magnetisation from perpendicular to in plane [1]. MOKE experiments reveal that the reorientation temperature T_R decreases with the number of bilayers. This can be ascribed to a reduced magnetostatic contribution to the anisotropy energy. At the reorientation transition, multiple peaks in the differentiated Kerr-signal occur. In a first interpretation these peaks could be identified with a different magnetic anisotropy energy of the outer and inner Fe-layers. In addition Mössbauer spectroscopy on samples with a reduced pair number shows that the mangetisation direction below T_R is not perfectly out-of-plane. At the reorientation transition it turns gradually in correspondence with the MOKE-measurements.

[1] O. Schulte, F. Klose, and W. Felsch, Phys. Rev. B 52, 6480 (1995)

•P.J. Wellmann, J.M. Garcia, J.-L. Feng und P.M. Petroff
Materials Department, University of California, Santa Barbara, CA93106, USA

MnAs Nanokristallite wurden mittels Implantation von Manganionen in bei tiefen Temperaturen gewachsene GaAs-Epitaxieschichten (LT-GaAs) und anschließendem Tempern (T = 600^oC¼900^oC) hergestellt. Transmissions-Elektronen-Mikroskopieuntersuchungen zeigen, daß die MnAs Kristallite einen Durchmesser von bis zu 50nm aufweisen. Die mittlere Kristallitgröße kann durch die Wahl einer geeigneten Temperbedingung eingestellt werden. Korrespondierend zu der Kristallitgröße zeigen Messungen in einem SQUID-Magnetometer superparamagnetisches oder ferromagnetisches Verhalten der Proben auf. Es werden Magnetotransportmessungen an diesem Halbleiter-Ferromagnet-Hybridsystem (GaAs:MnAs) vorgestellt, und es wird die Anwendung in Magnetfeldsensoren diskutiert.

•T. Ruckert¹, F. Richomme², W. Keune¹ und J. Teillet^2
1Laboratorium für Angewandte Physik, Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, D-47048 Duisburg
²Laboratoire de Magnétisme et Applications, UMR 6634, Faculté des Sciences de Rouen, F-76821 Mont-Saint-Aignan Cédex, France

Die senkrechte magnetische Anisotropie (PMA) in amorphen und polykristallinen Seltenerd/Übergangsmetall Vielfachschichten ist lange bekannt, aber ihre Ursache ist noch nicht ganz geklärt. Die Frage, ob die PMA auch durch eine scharfe hcp-Tb/bcc-Fe Grenzfläche hervorgerufen wird, ist noch offen. Dazu präparierten wir mittels MBE im UHV epitaktische Tb(0001)- und Fe(110)-Einzelschichten sowie Fe(110)/Tb(0001)- und Tb(0001)/Fe(110)-Doppelschichten auf Nb(110)/Al₂O₃(11[`2]0). Weiterhin gelang das epitaktische Wachstum der TbFe₂(110)-Lavesphase. Die strukturelle Charakterisierung der Oberfläche erfolgte mit LEED und MEED. Die Elektronenbeugungsbilder zeigten eine gute kristalline Qualität der Oberfläche. Die Orientierung senkrecht zur Oberfläche und die Morphologie (Kristallitgröße und Schichtdicke) wurden mit ex-situ XRD untersucht. Mit AES wurde die chemische Zusammensetzung und Reinheit der Oberfläche kontrolliert. Erste Messungen mit Mössbauerspektroskopie (CEMS) zum strukturellen und magnetischen Zustand des Eisens in den Schichten werden ebenfalls vorgestellt.

Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (SFB 166).

•J. Pege und W. Keune
Laboratorium für Angewandte Physik, Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, D-47048 Duisburg

Struktur und Magnetismus von 4ML dicken bei 300K aufgewachsenen Eisenfilmen auf einem Diamantsubstrat (C(001)) wurde mittels RHEED, AES und Mößbauer-Spektroskopie (CEMS) untersucht. Die RHEED-Untersuchungen zeigen, daß diese Eisenschichten nicht epitaktisch wachsen. Die fcc-Struktur der C(001)-Oberfläche wird jedoch nach Anlassen bei 350^°C von der Eisenschicht übernommen. CEMS-Spektren bei 300K zeigen eine dominante schmale Einzellinie mit einer Isomerieverschiebung d = -0.101±0.009mm/s (rel. zu a -Fe), wie sie typisch für paramagnetisches fcc-Fe ist. Bei 35K und 40K verbreitert die Einzellinie aufgrund magnetische Hyperfeinwechselwirkung mit einem kleinen Hyperfeinfeld von » 1.3-1.5T, was typisch für antiferromagnetisches fcc-Fe ist. T_N liegt zwischen 70K und 40K. Zusätzlich zur fcc-Fe-Linie tritt eine intensitätsschwache quadrupolaufgespaltene Linie mit DE_Q » 0.63 mm/s und d = +0.28±0.05 mm/s (bei 300K) auf, die auf den Einfluß von C-Atomen, möglicherweise an der fcc-Fe/C(001)-Grenzfläche, hinweist. ⁵⁷Fe-Sondenschichten können nähre Auskunft über diese Vermutung geben.
Gefördert durch die DFG (SFB 166).

•J. Dreßen, D. Dahmen und G. Güntherodt
2. Physikalisches Institut,
RWTH Aachen, 52056 Aachen

Das Interesse an ferromagnetischen epitaktischen CrO₂-Schichten wurde neu belebt durch theoretische Untersuchungen, die Doppelaustausch-Ferromagnetismus [1] und metallischen Charakter für Spin up- und halbleitenden Charakter für Spin down-Elektronen [2] voraussagen. Die Realisierung spinpolarisierter Photoemission aus CrO₂ steht noch aus. Vorgestellt werden dünne CrO₂-Schichten auf Saphir- bzw. TiO₂-Substraten die mittels einer Oxid-MBE-Anlage hergestellt wurden. Dazu wurde elementares Chrom verdampft und auf dem Substrat bei T_Substrat = 20^oC durch hochkonzentriertes Ozon oxidiert. Die ferromagnetischen Eigenschaften der Schichten wurden mittels SQUID-Magnetometrie bestimmt. Die magnetische Remanenz der Schichten lag um 3 ·10^-8Am², die Koerzitivfeldstärke bei 1.2 ·10³ A/m. Die Sättigungsmagnetisierung der bis zu 500nm dicken Schichten betrug 1 ·10^-7 Am². Die Kristallinität der Schichten kann durch einen in situ Nachtemperprozeß bei 250^oC unter einer Ozonatmosphäre von 1 ·10^-4mbar verbessert werden.

[1] M.A. Korotin et al. , to be published

[2] K. Schwarz et al., J. Phys.  F  16 (1986) L211-L215

•O. Marks, T. Ruckert, R.A. Brand und W. Keune
Laboratorium für Angewandte Physik, Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, D-47048 Duisburg

50 - 180 nm dicke amorphe Seltenerd-Eisen-Legierungsschichten (a-SE_1-xFe_x; SE = Tb, Dy, Gd; x = 0.3 - 0.9) wurden bei Raumtemperatur durch Koverdampfen auf Si(100)-Einkristallwafern im UHV präpariert und mittels Konversionselektronen-Mössbauerspektroskopie (CEMS) temperaturabhängig (4.2K < T < 300K) untersucht. Die Legierungsschichten zeigen eine senkrechte Vorzugsrichtung der Fe-Spins. Die mittleren Verkippungswinkel áQñ bezüglich der Filmnormalen sind temperaturunabhängig und liegen zwischen áQñ = 20^° - 30^°. Das mittlere Hyperfeinfeld B_hf(T) folgt einem T^3/2-Gesetz. Die daraus extrapolierten Sättigungshyperfeinfelder B_hf(0K) hängen wegen transferierter Hyperfeinfelder linear von x ab. Die Extrapolation auf x = 1 ergibt einen relativ zu a-Fe erhöhten Wert B_hf(0) = 37.6T für amorphes Fe. Aus der T-Abhängigkeit der Isomerieverschiebung wurden im Rahmen des Debye-Modells die chemische Verschiebung d_chem und die Debye-Temperatur Q_Debye als Funktion von x ermittelt. Für Legierungen mit x ³ 0.85 wurden bcc-Fe-Ausscheidungen mit senkrechter Fe-Spintextur beobachtet.

Gefördert durch die DFG (SFB 166).

•A. Helms, S. Fölsch, A. Steidinger und K.H. Rieder
Institut für Experimentalphysik, FU Berlin , Arnimallee 14, 14195 Berlin

Struktur und Magnetismus ultradünner Co-Schichten auf Cr(110) wurden mit Hochauflösender Elektronenbeugung (SPA-LEED) und SMOKE untersucht. Die Schichten wurden durch Molekularstrahlepitaxie im UHV bei Temperaturen zwischen 150 K und 500 K mit Schichtdicken von bis zu 30 ML hergestellt.

Es zeigt sich, daß  Co stets in pseudomorpher Kristallstruktur stabilisiert wird, die durch eine überlagerte (3×1)-Gitterrekonstruktion gekennzeichnet ist. Für Dicken > 3 ML liegt ferromagnetisches Verhalten vor, die spontane Magnetisierung liegt dabei in der Filmebene entlang [1[`1]0]. Für Bedeckungen < 3 ML tritt hingegen keine ferromagnetische Ordnung auf. Die beobachtete Unterdrückung des Magnetismus korreliert mit der bedeckungabhängigen Ausbildung der (3×1)-Gitterrekonstruktion.

•H.-J. Elmers
Institut für Physik, Universität Mainz, Staudingerweg 7, D-55099 Mainz

Lateral modulierte Anisotropien entstehen in ultradünnen Filmen als Folge einer lokalen Fluktuation der Schichtdicke. Wir haben diesen Fall durch ein Modellsystem, bestehend aus einer periodischen Anordnung von Streifen alternierender uniaxialer Anisotropie mit leichter Richtung senkrecht und parallel zur Ebene, angenähert und mit Hilfe einer mikromagnetischen Berechnung Magnetisierungszustände bestimmt. Die Magnetisierungsrichtung folgt der abrupten Änderung der magnetischen Anisotropie an der Grenze zwischen zwei Streifen nur langsam auf einer Längenskala, die der magnetischen Austauschlänge entspricht. Erst oberhalb einer kritischen Breite eines der beiden Streifen stellt sich ein inhomogener Magnetisierungszustand ein. Wir vergleichen unsere anlytischen und numerischen Ergebnisse der mikromagnetischen Berechnung mit experimentellen Beobachtungen an Fe-Nanostreifensystemen, die auf gestuften W(110) Oberflächen präpariert wurden und die unserem eindimensionalem Modell weitestgehend entsprechen.

•A. Hucht und K. D. Usadel

Theoretische Physik und Sonderforschungsbereich 166,
Gerhard-Mercator-Universität, Lotharstr. 1, 47048 Duisburg

Die Magnetisierungsrichtung dünner magnetischer Filme hängt von verschiedenen konkurrierenden Anisotropien ab. Die Oberflächenanisotropie favorisiert oft die Ausrichtung der Magnetisierung senkrecht zur Filmebene, während die Dipolwechselwirkung immer die parallele Einstellung bevorzugt. Weiterhin kann eine Verzerrung der Gitterstruktur Kristallfeldanisotropien hervorrufen. Bei bestimmten Filmdicken kann dann mit wachsender Temperatur ein Reorientierungsübergang von senkrechter zu paralleler Ausrichtung der Magnetisierung auftreten. In Ni/Cu(001) ist jedoch auch ein umgekehrter Übergang gefunden worden [1]. Wir zeigen, daß beide Formen des Reorientierungübergangs mit einem einfachen mikroskopischen Spinmodell erklärt werden können und geben eine Erklärung für den Mechanismus des Übergangs [2]. Wie sich herausstellt, ist die bei endlichen Temperaturen reduzierte Oberflächenmagnetisierung notwendig für den umgekehrten Übergang, während der normale Übergang auch bei Systemen mit schichtunabhängiger Magnetisierung wie z.B. Monolagen auftreten kann.

[1] B. Schulz und K. Baberschke, Phys. Rev. B50, 13467 (1994).

[2] A. Hucht und K. D. Usadel, Phys. Rev. B55, 12309 (1997).

•M. Seider¹, A. Dittschar¹, W. Kuch¹, C. M. Schneider² und J. Kirschner^1
1Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik, Weinberg 2, D-06120 Halle
²Institut für Physik, Johannes-Gutenberg-Universität Mainz, Staudinger Weg 7, D-55099 Mainz

Das epitaktische Wachstum von Materialien auf Substraten mit unterschiedlicher Gitterkonstante führt zu Gitterverzerrungen in den Filmen. Dieses Phänomen kann die magnetischen Eigenschaften empfindlich beeinflussen. Um den Einfluß der Gitterverzerrung in ultradünnen Ni-Filmen zu untersuchen, wurde zunächst Ni auf Cu₃Au(100) epitaktisch aufgewachsen. Hierbei verschieben sich die Spinreorientierungsübergänge in Abhängigkeit von der Schichtdicke im Vergleich zu Ni/Cu(100) [1]. Nach Aufbringen einer wenigen Monolagen dicken Cu-Deckschicht auf Ni/Cu₃Au(100) sind weitere deutliche Einflüsse auf das magnetische Verhalten zu beobachten: Magneto-optische Kerruntersuchungen in der Nähe der Spinreorientierungsübergänge zeigen Änderungen der Kerrsignalhöhe in der leichten Magnetisierungsrichtung sowie eine Verschiebung der Curietemperatur

[1] A. Braun, B. Feldmann, M. Wuttig, J. Mag. Mag. Mat. 171, 16 (1997)

•K. Prügl und H. Hoffmann
Universität Regensburg, 93040 Regensburg

Wie bereits aus zahlreichen Arbeiten bekannt ist, wächst Eisen auf seltenen Erden bis zu einer gewissen kritischenSchichtdicke amorph auf. Dieses amorphe Eisen ist Gegenstand der vorliegenden Untersuchungen. Durch Sputterdeposition hergestellte Fe/Y- und Fe/Gd-Viellagenschichten wurden dazu mit Röntgenbeugung, CEMS und SQUID-Magnetometrie charakterisiert. Es zeigt sich, daß das amorphe Eisen im Vergleich zum bcc-Eisen ein reduziertes magnetisches Moment und eine reduzierte Curietemperatur aufweist. Da in theoretischen Arbeiten eine Abhängigkeit der magnetischen Eigenschaften des amorphen Eisens von dessen Massendichte vorhergesagt wird, wurde diese auch durch eine Kombination aus Röntgenbeugung und Röntgenfluoresenzanalyse bestimmt. Dabei ergab sich, daß die Massendichte des amorphen Eisens identisch mit der Dichte von bcc-Eisen ist.

•Ph. Kurz und S. Blügel
Institut für Festkörperforschung, Forschungszentrum Jülich, D-52425 Jülich

Mit diesem Poster diskutieren wir die lokalen magnetischen Momente von ferromagnetischen 3d, 4d und 5d Übergangsmetallmonolagen auf Ag(111). Der Vergleich mit den Monolagen auf Ag(100) gibt Aufschluß über die Bedeutung der Koordinationszahl für den Magnetismus der Monolage und erlaubt einen Einblick in den Magnetismus von nicht-pseudomorphen Monolagen. Vom Magnetismus der 3d Monolagen auf Ag(100) wissen wir, daß für V, Cr, und Mn die c(2×2) antiferromagnetische Struktur die energetisch günstigste Konfiguration ist. Antiferromagnetische Kopplung auf dem (111) Dreiecksgitter führt im Grundzustand aber zu nichtkollinearen Spinstrukturen. Für einige Systeme (z.B. Cr/Ag(111)) untersuchen wir verschiedene antiferromagnetische Strukturen und die (Ö3×Ö3)R30^o nichtkollineare Spinstruktur. Die Bedeutung der nichtkollinearen Struktur für die elektronische Struktur wird diskutiert. Alle Ergebnisse beruhen auf der Dichtefunktionaltheorie in der lokalen Dichtenäherung und wurden mittels der full-potential linearized augmented plane-wave (FLAPW) Methode erzielt. Alle Systeme wurden selbstkonsistent berechnet. Dabei wird die Magnetisierungsdichte im Zwischenbereich der Atome als Vektorfeld behandelt.

•J. Opitz¹, P. Zahn¹, K. Wildberger² und I. Mertig^1
1TU Dresden, Institut für Theoretische Physik, 01062 Dresden
²Institut für Festkörperforschung, Forschungszentrum Jülich, 52425 Jülich

Das oszillatorische Verhalten der Zwischenlagenaustauschkopplung für Co/Cu/Co-Systeme wird ab-initio als Funktion der Co-Schichtdicke berechnet. Die Berechnung erfolgt auf der Grundlage der Dichtefunktionaltheorie im Rahmen der Methode der Greenschen Funktion. Die Kopplung ergibt sich durch Vergleich der Gesamtenergie für parallele und antiparallele Orientierung der Momente in benachbarten magnetischen Schichten. Einerseits wird die Austauschkopplung ausgehend von einer Superzell-Geometrie berechnet, das heißt, Co- und Cu-Schichten wiederholen sich periodisch. Andererseits wird die Austauschkopplung zwischen magnetischen Bilagen in Cu betrachtet. Es zeigt sich, daß das oszillatorische Verhalten durch beide Zugänge in adäquater Weise beschrieben und gute Übereinstimmung mit dem Experiment erreicht wird.

•Theo Kleinefeld und Martin Schilberg
Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, Angewandte Physik, 47048 Duisburg

Die epitaktischen Schichtsysteme aus Fe/Cr/Co stellen magnetisch unsymmetrische Multilayer dar, die bei geeigneter Cr-Schichtdicke antiferromagnetische Kopplung der Fe und Co Schicht zeigen. In diesem Beitrag stellen wir Messungen der Spinwellendynamik mit Hilfe der Brillouin-Lichtstreuung vor, die Aussagen über die Kopplungsstärke und ihr Vorzeichen liefern. Eine mikromagnetische Spinwellensimulation beschreibt in guter Übereinstimmung mit den experimentellen Daten die beobachteten Spinwellenmoden. Zusätzliche Messungen des Ummagnetisierungsverhaltens mit longitudinalem MOKE und Kerr-Mikroskopie geben Aufschluss über die Eignung des Schichtsystems als Spinvalve-Struktur. Gefördert durch die DFG (SFB166)

•Martin Unger, T. Schmidt, R. Scherschlicht und Horst Hoffmann
Inst. f. Experimentelle und Angewandte Physik, Univ. Regensburg, D-93040 Regensburg

Viellagenschichten aus Selten-Erd- und Übergangsmetallen besitzen eine starke magnetische Anisotropie. Aus früheren Untersuchungen ist bekannt, daß sich die Momente von Fe und Tb antiparallel ausrichten, was sich aufgrund der Hund'schen Regel ableiten läßt. Kombiniert man Übergangsmetalle mit einem leichten Selten-Erd Metall, wie Nd, so sollte sich eine parallele Einstellung der Momente ergeben. Die untersuchten Viellagenschichten zeigten diese parallele Spinstellung nicht, was darauf hinweist, daß dieser Effekt nur bei Legierungsschichten auftritt. Es wurden ebenfalls Viellagenschichten aus der Kombination beider Selten-Erd Metalle hergestellt, wobei sowohl Fe/Nd- als auch Fe/Tb-Grenzflächen untersucht worden sind. Die magnetischen Messungen ergaben grundsätzlich verschiedene magnetische Eigenschaften in Abhängigkeit von den oben genannten Grenzflächentypen. Die untersuchten Viellagenschichten wurden mittels Kathodenzerstäubung hergestellt und auf ihre magnetischen Eigenschaften mit Hilfe von Vibrations-, Torsionsmagnetometer und polarem magnetooptischen Kerreffekt untersucht sowie systematisch verglichen.

•T. Schmidt, Martin Unger, R. Scherschlicht und Horst Hoffmann
Inst. f. Experimentelle und Angewandte Physik, Univ. Regensburg, D-93040 Regensburg

Die Struktur von Fe/Tb, Fe/Nd und Fe/Nd/Tb-Viellagenschichten wurde im Dickenbereich 1.0 nm < d < 2.5 nm der Einzellagen mittels XRD, RFA, TEM und Elektronenbeugung untersucht. Dabei wurden Schichtzusammensetzung, Grenzflächenbeschaffenheit und kristalliner Zustand der Einzellagen bestimmt. Die Kohärenz der Lagenstruktur hängt sowohl von der Dicke der Einzellagen als auch von der Struktur der Grenzflächen ab. Benachbarte Tb- und Nd-Lagen tendieren zur Diffusion, die unabhängig von der Dicke der Einzellagen ist. Die Fe-Lagen in Fe/Nd-Viellagenschichten zeigen unterhalb 1.0 nm einen amorphen Zustand und sind oberhalb 1.5 nm polykristallin. Alle Schichten wurden bei einem Basisdruck kleiner als 6*10^-8 mbar bei Ar-Drücken von 7*10^-3 mbar gesputtert.

•R. Scherschlicht und Horst Hoffmann
Inst. f. Experimentelle und Angewandte Physik, Univ. Regensburg, D-93040 Regensburg

Anhand von magnetischen Untersuchungen mittels Vibrations- und Torsionsmagnetometer wurden in Fe/Tb-Viellagenschichten mit nicht magnetischen Metallzwischenlagen (Pt, Au, Ta und Cu), die 1 Å - Schritten variiert wurden, eine oszillatorische Abhängigkeit des resultierenden magnetischen Moments von der Dicke der Zwischenlagen gefunden. Die Oszillationsfrequenzen für die einzelnen Zwischenlagensystemen liegen im Subnanometerbereich und unterscheiden sich lediglich um wenige Å. Die Oszillationsamplitude klingt auch nach 2-3 nm nicht ab. Dies ist ein starkes Indiz für einen Interpretationsansatz dieser magnetischen Oszillationen mit dem Quantum - Size - Effekt. Infolge der geringen Dicke der Einzellagen (d_Fe = 1.5 nm, d_Tb = 2.2nm, d_{Pt, Ta, Au, Cu} » 1.0 - 4.5 nm) spalten die kontinuierlichen Bänder des Festkörpers in Subbänder auf, deren Lage und Abstand durch die Schichtdicke bestimmt wird. In dieser Arbeit können die magnetischen Oszillationen erklärt werden.

•E. Girgis, P. Rottländer, H. Kohlstedt, J. Schelten und P. Gruenberg

Institute of Thin Film and Ion Technology & Institute of Solid State Research, Forschungszentrum Jülich GmbH, 52425 Jülich

Ferromagnetic tunnel junctions with Al barriers which were oxidized in air or in oxygen plasma were fabricated by dc and rf sputter deposition. Optical lithography and ion beam etching were used to define junction areas of different sizes between 1x1 and 100x100 mm. The magnetic tunneling effect has been investigated for Co / Al-Al₂O₃ / NiFe in order to clarify the relationship between magnetoresistance and the barrier thickness. The tunneling current between the two magnetic layers depends on the relative orientation of the magnetic moments of the two layers which can be changed by applying external magnetic fields. The current-voltage characteristics DR/R vs. B magnetoresistance were measured. The magnetic properties were measured by MOKE. The best magnetoresistance results were so far 6% at 300 K. These devices can be used for magnetic sensors and on-volatile memory cell applications.

•A. Enders, D. Sander und J. Kirschner
Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik, Weinberg 2, D-06120 Halle

Eine hochempfindliche optische Biegebalkentechnik mit Möglichkeiten der Probenmagnetisierung wird angewendet, um den Einfluß von mechanischen Spannungen in nm Filmen auf die magnetischen Eigenschaften zu untersuchen. Am Beispiel der Fe-Filme wird gezeigt, daß die magneto- elastische Kopplung für Filmdicken kleiner als 50 nm schichtdickenabhängig ist. Die in situ Kombination der Kerr-Mikroskopie mit Messungen der magneto- elastischen Kopplung zeigt am Beispiel von 10 nm dünnen Co-Filmen, wie die Umorientierung der Filmmagnetisierung unter Verschiebung von 90^o-Domänenwänden erfolgt, und dabei eine charakteristische magnetostriktive Filmdehnung verursacht. Die Anwendung der Biegebalkentechnik als Magnetometer wird vorgestellt.

•J. Binder¹, P. Zahn¹, I. Mertig¹, R. Zeller² und P.H. Dederichs^2
1TU Dresden, Institut für Theoretische Physik, 01062 Dresden
²Institut für Festkörperforschung, Forschungszentrum Jülich, 52425 Jülich

Eine wesentliche Ursache für das Auftreten des Supermagnetwiderstandes (GMR) in magnetischen Vielfachschichten ist die spinabhängige Streuung der Elektronen, wobei der Einfluß von Volumen- und Grenzflächendefekten eine nach wie vor offene Frage ist.

Basierend auf der Spindichtefunktionaltheorie im Rahmen der Methode der Greenschen Funktionen kann die Streuung an nanostrukturellen Defekten in Co/Cu-Vielfachschichten ab initio und positionsabhängig berechnet werden. Dadurch ist eine detaillierte Diskussion des Einflusses der positionsabhängigen Streuung, insbesondere der Streuung an Grenzflächen- und Volumendefekten, auf die Leitfähigkeit und damit den GMR-Effekt möglich.

•P. Zahn, J. Binder und I. Mertig
TU Dresden, Institut für Theoretische Physik, 01062 Dresden

Es werden ab initio Berechnungen des Supermagnetwiderstandes von Co/Cu(001)-Vielfachschichten vorgestellt. Auf der Grundlage der Dichtefunktionaltheorie wird die elektronische Struktur der Vielfachschichten mittels einer Tight-Binding-KKR Greenschen Funktionsmethode bestimmt.
Aus der Analyse der Eigenfunktionen ergibt sich, daß das Vielfachschichtpotential zum Confinement der Elektronen führt. Es bilden sich Quantum Well Zustände in den Schichten und Grenzflächenzustände aus. Es wird gezeigt, daß die Transporteigenschaften in der Schicht (CIP) und senkrecht zur Schicht (CPP) wesentlich vom Confinement bestimmt werden. Insbesondere bewirkt das Vorhandensein der Grenzflächenzustände eine starke Abhängigkeit des Supermagnetwiderstandes von Defekten an der Grenzfläche.

•M. Böhm¹, O. Gebele¹, U. Krey¹, S. Krompiewski² und M. Zwierzycki ^2
1Institut für Physik II der Universität,D-93040 Regensburg
²Inst. of Molecular Physics of the Polish Academy of Sciences, PL-60-179 Pozna\'n

Within an accurate recursive formalism based on Green's functions, see [1], for trilayer systems without impurities, consisting of two ferromagnetic films separated by a nonmagnetic spacer and attached to voltage contacts by ideal leads, we calculate the GMR effect, i.e. the enhancement of the resistivity obtained by switching the relative orientation of the magnetization of the ferromagnetic films from mutually parallel to mutually antiparallel. Both s- and d-states are taken into account in a simplified 'semi-realistic' two-band approximation with hybridization. The emphasis is on the CPP-GMR and on the exchange coupling mediated by the spacer. Also the case of an ''amorphous'' semiconducting spacer is studied in our simplified model.

[1] S. Krompiewski, M. Zwierzycki, U. Krey, J. Phys. CM 9 7135-40 (1977)

•P. Wagner, I. Gordon, L. Trappeniers, F. Herlach, V.V. Moshchalkov und Y. Bruynseraede
LVSM, Katholieke Universiteit Leuven, 3001 Leuven, Belgien

Dotierte Mn-Perowskite wie etwa Nd_0.5Sr_0.5MnO₃ zeigen einen Phasenübergang von paramagnetisch-halbleitendem- zu ferromagnetisch-metallischem Verhalten. Die Leitfähigkeit beruht auf einem spinabhängigen Ladungstransfer zwischen Mn³⁺- und Mn⁴⁺-Ionen, der durch externe Magnetfelder begünstigt wird. Wir behandeln diese Leitfähigkeit im Rahmen eines erweiterten Mott-Hopping-Modells: Die Energiebarriere W_ij für Hopping zwischen benachbarten Mn-Zuständen (i und j) wird um den magnetischen Beitrag DW_ij µ - [(M_i)\vec] ·[(M_j)\vec] ergänzt, der die wechselseitige Spinausrichting berücksichtigt. Der quasi-metallische Widerstandsverlauf unterhalb von T_C im Nullfeld resultiert damit aus der Barrierenabsenkung durch die zunehmende Weiss-Magnetisierung M_W, die eine gemeinsame Spinausrichtung benachbarter Mn-Ionen bewirkt. Zur Bestimmung des Widerstandsverhaltens in äusseren Feldern wird M_i,j durch die Summe von M_W und einem Korrekturterm approximiert, der die zusätzliche, feldinduzierte Spinausrichtung über die Brillouinfunktion B in Rechnung bringt. Der negative Magnetowiderstand bei konstanter Temperatur sollte damit proportional zu B im FM-Zustand skalieren und proportional zu B² für den Paramagneten. Beide Vorhersagen stimmen überein mit Messresultaten in gepulsten Magnetfeldern bis zu 50 T.

•F. Voges, P. Grünberg und R. Schreiber
Forschungszentrum Jülich, Institut für Festkörperforschung, D-52425 Jülich

NiO als antiferromagnetische Austauschschicht in Spin-Valve-Systemen führt zu einer deutlichen Verstärkung des GMR-Effektes. CoO ist ein vergleichbares Material und sollte ähnliche Eigenschaften besitzen. Die niedrigere Néeltemperatur ermöglicht es durch temperaturabhängige Messungen den Einfluß des Antiferromagnetismus auf den GMR-Effekt zu untersuchen.

Wir haben NiFe/Co/Cu/Co/NiFe-Spin-Valve-Systeme mit verschiedenen antiferromagnetischen Austauschschichten mit PVD hergestellt und die Abhängigkeit des GMR-Effektes von der Cu- und NiFe-Dicke auf verschiedenenen Substraten untersucht. Der maximale Effekt tritt bei einer Cu-Dicke von 2,5 nm auf und liegt bei 6,9 %. Die Austauschkopplung zwischen NiFe und der antiferromagnetischen Schicht wurde in Abhängigkeit von der Temperaur untersucht. Temperaturabhängige Widerstandsmessungen werden zusammen mit den anderen Ergebnissen präsentiert.

•V. Leiner, C.T. Yu, T. Schmitte, K. Theis-Bröhl, K. Westerholt und H. Zabel
Institut für Experimentalphysik / Festkörperphysik, Ruhr-Universität-Bochum, 44780 Bochum

Wir berichten über systematische MOKE- und Magnetwiderstandsmessungen an epitaktischen Fe_1-xCo_x/Cr(001)/Fe_1-xCo_x Trilagen mit einer keilförmigen Cr-Zwischenschicht. Diese wurde mit MBE auf Saphir (1[`1]02) hergestellt für Co-Konzentrationen x=0 bis x=0.20. Durch Modellrechnungen werden aus den magnetischen Hystereseschleifen die bilineare und die biquadratische Austauschwechselwirkung bestimmt. Durch die Zulegierung von wenigen at.% Co wird die Gesamtkopplungsstärke von Fe/Cr/Fe zunächst stark reduziert und nimmt dann zu höherem x wieder zu. Parallel dazu nimmt der GMR-Effekt schon bei geringen Co-Konzentrationen stark ab, und die Temperaturabhängigkeit ändert sich qualitativ. Die Messungen deuten an, daß geringe Co-Konzentrationen den Magnetismus der Grenzfläche in Fe/Cr stark verändern.
Diese Arbeit wird gefördert durch die DFG (SFB 166).

•Ludwig van Loyen¹, Dieter Elefant¹, Dirk C. Meyer² und Günter Reiss^3
1Institut für Festkörper- und Werkstofforschung, Postfach 270016, D-01171 Dresden
²TU Dresden, Institut für Kristallographie und Festkörperphysik, D-01062 Dresden
³Universität Bielefeld, Fakultät Physik, Universitätsstr. 25, D-33615 Bielefeld

Py(Ni80Fe20)-Cu Viellagenschichten-besonders interessant für magnetoelektronische Anwendungen-werden mittels DC-Magnetronsputtern bei Abscheideparametervariation mit Riesenmagnetwiderständen (GMR) bis zu 25% hergestellt. In Abhängigkeit von der Doppellagenanzahl werden die GMR-Eigenschaften (Amplitude, Feldempfindlichkeit und Sättigungsfeld) mit der Schichtmorphologie in Korrelation gebracht. Dazu werden die Grenzflächenrauhigkeiten der einzelnen Lagen durch Röntgen-Reflexions- Messungen mit Synchrotronstrahlung und die Oberflächenrauhigkeit mit Kraftmikroskopie bestimmt.

•A. Käufler, Y. Luo, M. Moske und K. Samwer
Institut für Physik, Universität Augsburg, 86135 Augsburg

Für die technische Anwendung als magnetoresistive Sensoren im kleinen Magnetfeld sind Vielfachschichten mit amorpher ferromagnetischer Schicht wegen der sehr weichmagnetischen Eigenschaften von Interesse. Deswegen wurden magnetische Vielfachschichten [am/x] und [am/x/Co] (mit am=CoFeNiSiB als amorpher Legierungsschicht und x=Cu, Ag und Ta) mittels DC-Magnetron-Sputtern hergestellt. Die amorphe Struktur der Einzelschicht und die Lagenstruktur der Vielfachschichten wurde durch Röntgendiffraktometrie gemessen. Mittels VSM wurde das Magnetisierungsverhalten der Schichten bei RT bestimmt und mit dem Widerstandsverhalten im Magnetfeld verglichen. Die magnetische Anisotropie der am/x-Schichten hängt von der x-Zwischenschicht ab.
In den [am/x/Co]-Schichten ergibt sich wegen den unterschiedlichen Koerzitivkräften der amorphen und der Co-Schichten ein Spin-Valve-Effekt. Die Ergebnisse werden mit kristallinen Schichten verglichen.

•J. Klein, S. Uhlenbruck, C. Höfener, D. Kölle, L. Alff und R. Gross
Lehrstuhl für Angewandte Physik, II. Physikalisches Institut, Universität zu Köln, Zülpicherstr. 77, D-50937 Köln

Wir stellen Messungen an Korngrenzenkontakten in epitaktischen Filmen aus La_\frac23Ca_\frac13MnO_3-d vor. Die Filme wurden mittels Hohlkathoden-Magnetron-RF-Sputterns auf 24^° SrTiO₃ Bikristallen aufgewachsen. Die Güte der Epitaxie spiegelt sich in einer Halbwertsbreite der Rocking-Kurve von 0.15^° wieder. Es wurde der Widerstand in Abhängigkeit von Temperatur und Magnetfeld, sowie die Strom-Spannungs-Charakteristiken (IVC) bei verschiedenen Temperaturen und Magnetfeldern gemessen. Durch die Korngrenze wird ein zusätzliches Maximum in der Widerstandskurve bei etwa 100 K erzeugt. Bei Temperaturen unterhalb von 150 K wurde ein deutlicher magnetoresistiver Effekt beobachtet, der eindeutig auf die Korngrenze zurückführbar ist. Dabei ist die Lage des Maximums in der Widerstandskurve unabhängig vom Magnetfeld (B = 0-8 T) im Unterschied zum Maximum, das aufgrund des magnetoresistiven Effekts in einkristallinen Filmen beobachtet wird. Die differentielle Leitfähigkeit der Kontakte bei verschiedenen Magnetfeldern und Temperaturen wird im Rahmen eines Tunnelmodells diskutiert.

Diese Arbeit wird gefördert durch die DFG.

•Frank Martin, Gerhard Jakob, Wilhelm Westerburg und Hermann Adrian
Inst. f. Physik, Johannes Gutenberg-Universität, 55099 Mainz

Dotierte Manganite mit Perovskit-Struktur zeigen einen „kolossalen“ Magnetowiderstandseffekt nahe der Curie-Temperatur T_C. Durch DC-Sputtern wurden dünne Filme der Verbindung La_0.67Ca_0.33MnO₃ auf unterschiedlichen Substraten hergestellt. Mittels Röntgendiffraktometriekonnte das epitaktische Wachstum dieser Schichten auch auf Substraten mit großer Gitterfehlanpassung, wie Al₂O₃ und Si, nachgewiesen werden. Die Oberflächenbeschaffenheit wurde mit Rasterelektronen- und Rasterkraftmikroskopie untersucht und charakterisiert. Magnetische Eigenschaften konnten durch Messungen in einem Squid bestimmt werden. Entsprechende Transportmessungen wurden im Temperaturbereich von 4 K bis 600 K und bis zu Magnetfeldern von 12 T durchgeführt. Dabei wurde der größte Magnetowiderstandseffekt von 99,9% auf LaAlO₃-Substraten beobachtet. Auch auf Si (100) konnte trotz des geringen epitaktischen Wachstums noch ein Magnetowiderstandseffekt von 60% gemessen werden. Weiterhin wurde die Temperatur- und Feldabhängigkeit des Widerstandes weit oberhalb T_C gemessen und mit theoretischen Modellen beschrieben.
Diese Arbeit wird gefördert durch die DFG Ja821/1-1.

•Y. Xu, A. Müller, A. Drechsler, V. Dworak, W. Guan und U. Hartmann
Experimentalphysik, Universität des Saarlandes, D-66041 Saarbrücken

We have successfully prepared the perovskite manganates
La_0.67Ca_0.33MnO₃, La_0.67Ba_0.33MnO₃, and La_0.67Sr_0.33MnO₃. XRD revealed all samples being single perovskite phase. Magnetization measurements show that all samples are ferromagnetic with high Curie temperature close to room-temperature. Magnetoresistance values were deduced from resistivity measurements at various magnetic fields up to 8 T. The grain size ranges from a few ten nm to a few mm demonstrated by SEM. Polishing the sample surface creates some relatively flat areas of ~ mm on the crystals. This offers the possibility of local MFM investigations. With a magnetic CoCrPt tip even without an external field, the magnetic image contrast is very clear below T_C. Under a field of 23 mT parallel and 45 mT perpendicular to the surface of La_0.67Sr_0.33MnO₃ sample, the magnetic image contrast increases considerably. Similar results were obtained for La_0.67Ba_0.33MnO₃. However, for La_0.67Ca_0.33MnO₃ at room temperature (above T_C) there is no contrast in the magnetic image in zero field and even under a field of up to 50 mT. Our measurements in particular show the possibility to study the magnetic structure in the crystals by MFM.

•M. Brockmann, M. Zölfl, S. Miethaner und G. Bayreuther
Institut für Experimentelle und Angewandte Physik, Universität Regensburg, 93040 Regensburg

Es wurden Wachstum und die Dickenabhängigkeit der magnetischen in-plane Anisotropie von Fe(001)-Schichten auf GaAs(001) in einen Bereich von 5...75ML untersucht. Die Fe (001) Schichten wurden mittels Molekularstrahl-Epitaxie hergestellt, in-situ mit RHEED, LEED, Augerspektroskopie und STM charakterisiert und anschließend mit Au abgedeckt. Die magnetische in-plane Anisotropie wurde mit einem Wechselgradienten-Magnetometer (AGM) untersucht. Man findet einen uniaxialen Anteil und einen mit vierzähliger Symmetrie. Durch die Auftragung gegen die reziproke Schichtdicke werden Volumen- und Grenzflächenbeiträge separiert. Die uniaxiale Anisotropie mit einem Anisotropiefeld bis zu 1,2 kOe erweist sich als reiner Grenzflächeneffekt, der auf die strukturelle Anisotropie der GaAs(001)-Oberfläche zurückgeführt werden kann. Der vierzählige Volumenanteil ist im Einklang mit der kubischen Anisotropie des massiven a-Eisens. Der entsprechende Grenzflächenanteil hat das entgegengesetzte Vorzeichen, was zu einem Verschwinden der vierzähligen Anisotropie bei 6 ML führt.

•R. Moosbühler, M. Brockmann und G. Bayreuther
Institut für Experimentelle- und Angewandte Physik, Universität Regensburg, 93040 Regensburg

mbar) einkristalline Ag(001)-Schichten auf MgO(001)-Substraten bei verschiedenen Temperaturen T_S aufgebracht. Die Oberflächen wurden in situ mit AES, LEED, RHEED und STM charakterisiert. Darauf wurden Fe-Keile aufgedampft und mit Ag bzw. mit Au abgedeckt. Es wird gute Epitaxie des Silbers erreicht, wobei die atomar glatten Bereiche bei T_S » 600 K auf einige (100 nm)² ansteigen, dafür tiefe Löcher entstehen. Die in-plane Anisotropien wurden bei 295 K mit dem longitudinalen Kerr-Effekt untersucht. Mit der Bias-Feld-Methode [1] wurde die Konstante K₁ der vierzähligen Anisotropie bestimmt. Unterhalb einer Fe-Dicke von 5 Monolagen dreht sich die leichte Achse der vierzähligen Anisotropie von á100ñ nach á110ñ, wie schon bei Au/Fe/Au beobachtet [2]. Dies wird auf die elektronische Wechselwirkung an der Fe/Ag-Grenzfläche zurückgeführt. In Schichten auf vizinalen Flächen wird zusätzlich eine uniaxiale magnetische Anisotropie mit der leichten Achse parallel zu

[1] W. Weber et al., Appl. Phys. Lett.

[2] , 520 (1997)

•T. Igel, R. Pfandzelter und H. Winter
Institut für Physik, Humboldt-Universität, 10115 Berlin

Der Einfang polarisierter Elektronen von Festkörperoberflächen in angeregte Terme atomarer Projektile und die anschließende Detektion des polarisierten Fluoreszenzlichts gestattet es, Rückschlüsse auf die magnetischen Eigenschaften der obersten atomaren Lage zu ziehen. Das Verfahren eignet sich wegen seiner Oberflächenempfindlichkeit und der gleichzeitig möglichen Beobachtung des Filmwachstums besonders zur Untersuchung dünner Filme bis in den Submonolagenbereich. Wir zeigen Ergebnisse der Spin- und Bahnpolarisation, die bei der streifenden Streuung von 25 keV He⁺-Ionen an einer sauberen Fe(100)-Oberfläche sowie während des Wachstums von Cr- und Mn-Filmen gewonnen wurden. Während wir bei Mn-Filmen ein Verschwinden der Spinpolarisation bereits bei der ersten Monolage beobachten, hängt die Polarisation bei Cr-Filmen von den Wachstumsbedingungen ab.
Gefördert durch die DFG im Rahmen des SFB290.

•Frank Müller, Thomas Straub, Dirk Reinicke, Sandra Palm, Paul Steiner und Stefan Hüfner
Institut für Experimentalphysik, Universität des Saarlandes, D-66041 Saarbrücken

Elektronenenergieverlustspektroskopische Untersuchungen der Kristallfeldübergänge im NiO waren in jüngster Zeit vor allem im Hinblick auf Elektronenaustauschprozesse Gegenstand zahlreicher Untersuchungen. Zusätzlich zur spinpolarisierten EELSpektroskopie bietet winkelaufgelöstes EELS (Intensitätsverteilung der Verluste im gesamten Halbraum über der Probenoberfläche) die Möglichkeit, Triplett-Triplett- bzw. Triplett-Singlett- Übergänge aufgrund ihrer Winkelverteilung zu charakterisieren. Während Triplett-Triplett-Übergänge ein LEED-ähnliches Streuverhalten zeigen, d.h. scharfe Intensitätsmaxima im Spiegelreflex (modulo reziproke Gittervektoren), zeichnen sich Triplett-Singlett-Übergänge durch eine breite Winkelverteilung mit einem deutlichen Intensitätsminimum im Spiegelreflex aus. Dieses Streuverhalten erscheint konsistent mit neuesten Berechnungen für Spinflip-Prozesse.

•Z. Hu, G. van der Laan, K. Starke und G. Kaindl
Institut für Experimentalphysik, Freie Universität Berlin, Arnimallee 14, 14195 Berlin, Germany

We report on the analysis of multiplet finestructures in the MCD signal of the Gd M_IV,V x-ray absorption spectra (XAS) and in the associate resonant 4d- and 4f-Photoemission(PE) spectra. The experimental resonant 4f-PE spectra are found to be well reproduced by atomic multiplet theory, including minute detailes of the MCD signal of the so-called spin-flip ⁵X states. A comparison with resonant 4f-PE at the Gd N_IV,V edge [1] will be presented.

[1] K. Starke et al., Phys. Rev. B 55, 2672(1997); Mat. Res. Soc.  Symp. Proc. 475(1997).

•T. Schlathölter, S. Plogmann, J. Braun, M. Neumann und G. Borstel
Fachbereich Physik, Universität Osnabrück, D-49069 Osnabrück

Die relativistische Version der Photoemissionstheorie [1], die eine direkte Verallgemeinerung des von Pendry und Mitarbeitern entwickelten Einstufenmodells [2] darstellt, ist für die Berechnung von Core-level Spektren erweitert worden. Der Formalismus basiert auf der Lösung der spin-polarisierten Dirac-Gleichung und gestattet es, Photoelektronenspektren aus dem Core-level Bereich von beliebigen geordneten nichtmagnetischen und ferromagnetischen Festkörpern zu berechnen. In diesem Beitrag werden XPS MnL-Spektren von Heuslerlegierungen wie Co₂MnSn, Ni₂MnSn, Pd₂MnSn und Cu₂MnSn vorgestellt und mit experimentellen Daten verglichen. Es zeigt sich dabei, daß die Austauschaufspaltung in den untersuchten Mn2p_3/2 Niveaus quantitativ durch die lokalen magnetischen Momente an den Mn-Atomen erklärbar ist.

[1] J. Braun und G. Borstel, Phys. Rev. B 48, 14373 (1993)

[2] J. B. Pendry, Surf. Sci. 57, 679 (1976)

•M. Kiy, K.-U. Harder, A. Borgschulte, T. Widmer und J. Schoenes
Institut für Halbleiterphysik und Optik, Technische Universität Braunschweig

Die Materialsysteme MnBi und MnPt₃ sind wegen ihrer großen Kerrdrehung bei Raumtemperatur interessante Materialien für neue magneto-optische Speichermedien.
Es wurden die elektronischen Eigenschaften von MnBi-Schichten in-situ mittels ARUPS untersucht. Diese Schichten wurden unter UHV-Bedingungen (p » 10^-9mbar) auf GaAs-Substraten hergestellt. Dabei konnten bei einigen MnBi-Schichten entmischte Phasen identifiziert werden. Diese Ergebnisse wurden mit SEM-Bildern und EDX verglichen.
Die im UHV hergestellten dünnen MnPt₃-Schichten wurden ebenfalls mittels ARUPS in-situ charakterisiert und mit theoretischen Berechnungen verglichen.
Außerdem wurden Messungen zur Bandstruktur an Platin durchgeführt und die Änderung der Austrittsarbeit bei Sauerstoffadsorption untersucht. Bei sehr dünnen Schichten (2-4Å) konnte eine starke Wechselwirkung zwischen Platin und GaAs-Substraten nachgewiesen werden.

•S. Plogmann, T. Schlathölter, Y.M. Yarmoshenko, A. \'Slebarski, A. Wrona, E.Z. Kurmaev, J. Braun, M. Neumann und G. Borstel
Fachbereich Physik, Universität Osnabrück, D-49069 Osnabrück

Manganhaltige Heusler-Legierungen (X₂MnZ, X = Pd,Ni,Co,Cu,Rh; Z = Al,Sn,Sb), die teilweise das Verhalten von HFM (halb-metallischen Ferromagneten) zeigen [1], wurden mit Hilfe der XP-Spektroskopie untersucht. Dabei wurde in den Mn2p Spektren eine deutlich erkennbare Austauschaufspaltung gefunden, deren Größe sich quantitativ durch die lokalen magnetischen Momente an den Mangan-Atomen erklären läßt [2].

[1] J.Kübler, A. R. Williams, C. B. Sommers, Phys. Rev. B 28, 1745 (1983)

[2] Y.M.Yarmoshenko, M.I.Katsnelson, E.I.Kurmaev, A.Slebarski, S.Plogmann, T.Schlathölter, J.Braun, M.Neumann, EPJ im Druck

•P. Fischer¹, G. Schütz², G. Goerigk³, H.-G. Haubold³ und G. Bayreuther^4
1Univ. Augsburg, Inst. f. Physik, EP II, Memmingerstr. 6, 86135 Augsburg
²Univ. Würzburg, Inst. f. Physik, EP IV, Am Hubland, 97074 Würzburg
³Forschungszentrum Jülich, IFF, 52428 Jülich
⁴Univ. Regensburg, Inst. f. Exp. u. Angew. Physik, 93040 Regensburg

Der zirkulare magnetische Röntgendichroismus (X-MCD), kann in Kombination mit der Röntgenkleinwinkelstreuung (SAXS) benutzt werden um magnetische Ausscheidungen und Korrelationslängen im 1-100 nm Bereich elementspezifisch zu untersuchen (MASAXS). Analog zur konventioenllen Kontrastvariation (ASAXS), die auf der Energieabhängigkeit der anomalen Streuamplituden f^¢, f^¢¢ beruht, ist der magnetische Kontrast durch magnetische Beiträge f^¢_c, f^¢¢_c bestimmt, die mit Hilfe einer Kramers-Kronig Relation aus präzisen magnetischen EXAFS-Daten an identischen Systemen bestimmt werden können. Wir berichten über MASAXS Ergebnisse an GdFe und PtFe Schichtsystemen. Strukturelle Parameter (Teilchenradius, Korrelationslänge) lassen sich aus ASAXS Messungen an der Fe K Kante ableiten und mit den magnetischen Streukurven an den jeweiligen Gd und Pt L_3,2 Kanten vergleichen. Der magnetische Charakter der MASAXS wird durch die Vorzeichenumkehr der Signale bei Wechsel der Polarisation, bzw. eines Vergleichs der Messungen an den Spin-Bahn gekoppelten L₃ und L₂ Kanten demonstriert.

•St. Leute¹, D. Fröhlich¹, V.V. Pavlov² und R.V. Pisarev^2
1Institut für Physik, Universität Dortmund, 44221 Dortmund
²A. F. Ioffe Physical Technical Institute, 194021 St. Petersburg, Russia

Hexagonales YMnO₃ gehört zu einer interessanten Klasse von Substanzen, in denen gleichzeitig eine antiferromagnetische und eine ferroelektrische Ordnung existiert. An elektrisch gepolten und ungepolten YMnO₃ Proben wurden Spektren der zweiten Harmonischen im Spektralbereich von 1,3 - 3,0 eV in Transmission gemessen. Die benutzen Proben hatten eine Dicke von 50 - 100 mm. Weit unterhalb der ferroelektrischen Curie Temperatur von 930 K wurde der ferroelektrische Anteil zur zweiten Harmonischen mit linear polarisiertem Licht gemessen. Der antiferromagnetische Anteil wurde mit zirkular polarisiertem Licht unterhalb der Neeltemperatur von 74 K nachgewiesen. Die Beiträge zur zweiten Harmonischen aufgrund der ferroelektrischen und antiferromagnetischen Ordnung überlappen teilweise und können so miteinander interferrieren. Diese Interferrenz eröffnet neue Möglichkeiten der Beobachtung von 180^° Domänen. Das Temperaturverhalten der Domänenstruktur zeigt charakteristische Eigenschaften, die noch nicht erklärt werden

•H. Luetkens¹, H.-H. Klauß¹, R. Benda¹, G. H. Walf¹, F. J. Litterst¹ und G. Lattermann^2
1Institut für Metallphysik und Nukleare Festkörperphysik, TU Braunschweig, Mendelssohnstraße 3, D-38106 Braunschweig
²Institut für Makromolekulare Chemie I, Universität Bayreuth, D-95440 Bayreuth

Eisenkomplexe mit tris(3,4-bis(decycloxy)benzyl)-substituierten Triazacyclononanliganden, die mit Eisen(II) als auch mit Eisen(III)-Chlorid synthetisiert wurden, zeigen teilweise flüssigkristallines Verhalten. Diese Komplexe wurden mit Mößbauerspektroskopie und VSM auf ihr magnetisches Verhalten untersucht. Nach einer irreversiblen Umwandlung bei 400 K treten die Eisenkomplexe in zwei verschiedenen Molekülstrukturen auf. Sie lassen sich als sauerstoffverbrückte dimere und monomere Strukturen identifizieren [1]. In beiden Fällen sind die Isomerieverschiebung und Quadrupolaufspaltung typisch für high spin Fe(III). Die für das flüssigkristalline Verhalten verantwortlichen Monomere bilden magnetische Cluster,die unterhalb von 40 K eine magnetische Aufspaltung aufgrund langsamer superparamagnetischer Relaxation zeigen. Mit Hilfe von Mößbauerspektroskopie in externen Magnetfeldern konnten sowohl ferro- als auch antiferromagnetische Wechselwirkungen der Eisenzentren solcher Cluster beobachtet werden. Die Dimere zeigen über den untersuchten Temperaturbereich ein diamagnetisches Verhalten.

[1] G. H. Walf, et al., Chem. Eur. J. 1998, No.1, WILEY-VCH

•M. Abraham¹, W. Wagener¹, H.-H. Klauss¹, F.J. Litterst¹, A. Hofmann² und M. Herberhold^2
2Laboratorium für Anorganische Chemie, Universität Bayreuth, D-95447 Bayreuth
¹Institut für Metallphysik und Nukleare Festkörperphysik, TU Braunschweig, Mendelssohnstr. 3, D-38106 Braunschweig

⁵⁷Fe Mössbauer effect measurements have been performed on samples of unsubstituted and substituted ferrocenium tetrafluoroborate in the temperature range between 4 K and 300 K. The spectra show one broad non-symmetric absorption line. The shape's asymmetry and width increase with decreasing temperature. We interpret this as the slowing down of magnetic fluctuations of the low spin Fe(III) atom in the center of the ferrocenium complex. Even at 4 K, however, the relaxation rate is too fast to allow the observation of fully resolved magnetic hyperfine spectra.

Fits using a simple stochastic relaxation model lead to rather good agreement with the spectra. The influence of the substituents at the cyclopentadienyle rings on the relaxation rate has been investigated. Experiments in applied magnetic fields will give further insight into the relaxation process. The relaxation rate can be separated in temperature independent spin-spin fluctuations and temperature dependent spin-lattice fluctuations. Details of the relaxation behaviour will be discussed in terms of the electronic structure of Fe(III) in these compounds.

•K. Broocks, G. Meier, D. Grundler, M. Kleiber, D. Heitmann und R. Wiesendanger
Institut für Angewandte Physik, Universität Hamburg, Jungiusstr. 11, D-20355 Hamburg

Großflächige Arrays aus Nickel Quantenpunkten auf 5×5mm² Siliziumsubstraten wurden mittels holographischer Lithographie präpariert. Die im Lift-off Verfahren hergestellten Arrays weisen eine Dichte von bis zu 1.3×10¹⁰/in² auf. Die ferromagnetischen Dots sind wie abgeschnittene Kegel geformt mit einem Durchmesser von etwa 100 nm und Schichtdicken bis zu 80 nm. Die Arrays wurden mittels magnetischer Kraftmikroskopie (MKM) untersucht. Wir beobachten, daß die Ni-Dots für eine Höhe von ³ 70 nm eindomänig sind und stets eine Magnetisierung senkrecht zur Ebene aufweisen. Durch Anlegen äusserer Magnetfelder und durch Einfluß der Spitze des MKM kann die Magnetisierungsrichtung der Dots gezielt umgeschaltet werden. Diese Daten werden verglichen mit eindomänigen flacheren Dots, bei denen die Magnetisierung in der Substratebene orientiert ist.

•J. Jorzick¹, C. Mathieu¹, S.O. Demokritov¹, B. Hillebrands¹, G. Gubbiotti², B. Bartenlian³, C. Chappert³, D. Decanini⁴, F. Rousseaux⁴ und E. Cambril^4
1Fachbereich Physik, Universität Kaiserslautern, 67653 Kaiserslautern
²Unità INFM-Dipar-timento di Fisica dell'Università, 06100 Perugia, Italy
³IEF, Univer-sité Paris Sud, 91405 Orsay, France
⁴L2M, Bagneux, France

Magnetische Streifen zeigen von dünnen Filmen abweichende Eigen-schaften. Durch die laterale Begrenzung sollten die dynamischen Anregun-gen (Spinwellen) in solchen Strukturen Quantisierungsbedingungen unter-liegen, die zum einen durch die Begrenzung selbst begründet sind und zum anderen durch die Periodizität der Streifenanordnung entstehen. Dies haben wir mittels der Brillouin-Lichtstreu-Spektroskopie untersucht. Als Proben standen uns Permalloystreifen mit einer Breite w = 2mm und Periodizitäten von L = 2.5mm bzw. L = 4mm sowie einer Dicke von 270Å zur Verfügung; als Referenz diente ein kontinuierlicher Film derselben Dicke. Für kleine Wellenvektoren (Wellenlänge l der Spinwellen größer als Breite w) treten in den Permalloystreifen mehrere dispersionslose Moden auf, die bei dem Referenzfilm nicht zu beobachten sind. Desweite-ren zeigt die Dispersionskurve charakteristische Sprünge unter der Bedin-gung w = nl. Signaturen aufgrund der periodischen Streifenanordnung, wie z.B. Gaps bei einem Spinwellen-Wellenvektor q = mp/L, wurden nicht beobachtet.

•E. Zueco¹, W. Rave¹, R. Schäfer¹, L. Schultz¹ und A. Hubert^2
1IFW Dresden, Inst. für Metallische Werkstoffe, Postf. 270016, 01171 Dresden
²Inst. für Werkstoffwiss. 6, Univ. Erlangen, Martensstr. 7, 91058 Erlangen

Die magnetischen Domänen auf hochanisotropen NdFeB-Kristallen werden durch die Orientierung der leichten Achse relativ zur Oberfläche bestimmt. In unserem kombinierten Kerr-/ Kraftmikroskop [1] haben wir die Domänen als Funktion der Fehlorientierung abgebildet. Mit wachsender Fehlorientierung steigt der polare Kerrkontrast (proportional zur senkrechten Magnetisierungskomponente m_z) bei gleichzeitig zunehmender Komplexität des Domänenmusters. Wir vergleichen die Kerr-Beobachtungen mit den Bildern der magnetischen Kraftmikroskopie bei unterschiedlicher Spitzenmagnetisierung. Bei letzteren setzt sich der Kontrast aus Ladungskontrast, Suszeptibilitätskontrast und Hysteresekontrast zusammen. Durch den direkten Vergleich identischer Muster werden die Kontrastbeiträge separiert.

[1] W. Rave, E.Zueco, R. Schäfer, A. Hubert,  J.Magn.Magn.Mat 177-181 (Proc. of ICM'97, 1998)

•R. Mattheis¹ und W. Maaß^2
1Institut f. Physikalische Hochtechnologie e.V, Helmholtzweg 4, 07743 Jena
²Balzers Process Systems GmbH, PF 1145, 63754 Alzenau

Weichmagnetische FeAlNx-Schichten mit hohem Sättigungsmoment werden sowohl für die Flußführung in zukünftigen Dünnschichtköpfen als auch für Flußkonzentratoren in magnetoresistiven Sensoren benötigt. Sie werden durch reaktives DC- oder HF-Sputtern in einem Ar/(0-20)at und enthalten bis zu 25 at Eigenschaften derartiger Schichten (magnetisches Moment pro Fe-Atom, Koerzitivität und Anisotropiefeldstärke), der spezifische Widerstand sowie die sich bildenden Kornstrukturen und Phasen werden in Abhängigkeit vom Sputterprozeß und Stickstoffgehalt diskutiert.

•J. Friedrich, U. Herr und K.S. Samwer
Institut für Physik, Universität Augsburg, Memminger Str. 6, D-86135 Augsburg

Unter nanokristallinen Eisenbasislegierungen gibt es sehr gute Weichmagnete. Entscheidend ist hierbei ein Gefüge aus nanokristallinen a-Fe- bzw. FeSi- Körnern (D < L_ex) in einer amorphen, ferromagnetischen Restmatrix. Ein neuer Ansatz um ein günstiges Gefüge zu erzielen, ist die mechanische Kristallisation. Hierbei sollen rascherstarrte amorphe Proben durch Intensivmahlen kristallisiert werden. Im Vergleich zu thermisch kristallisierten Proben kann man hierbei kleinere Korngrößen erreichen. Außerdem kann versucht werden die Anteile kristallin / amorph gezielt einzustellen.
Amorphe Fe₈₆Zr₇B₆Cu₁- Bänder werden mit dem Meltspinning-Verfahren hergestellt und anschließend in einer Vibrationskugelmühle gemahlen. Der Fortgang der Phasenumwandlung wird mit Röntgendiffraktometrie, Mößbauerspektroskopie und Messung der magnetischen Eigenschaften verfolgt. Bereits nach kurzen Mahldauern kann man neben dem amophen Ausgangsmaterial kristalline Gefügeanteile beobachten. Die Ergebnisse werden mit denen von thermisch kristallisierten Proben verglichen.
Diese Arbeit wird durch die DFG gefördert.

•Stefan Thamm, Henry Hartung und Jürgen Hesse
Institut für Metallphysik und Nukleare Festkörperphysik TU, 38106 Braunschweig, Mendelssohnstr. 3

Die Suszeptibilität eines idealen Paramagneten, gemessen im konstanten Magnetfeld als Funktion der Temperatur, weist ein Maximum auf. Beim atomar bestimmten Paramagnetismus liegt dieses Maximum bei extrem kleinen Temperaturen. Superparamagnetische Teilchen mit einem sehr großen magnetischen Moment sollten dieses Maximum bei wesentlich höheren Temperaturen zeigen. In unseren Untersuchungen prüfen wir, ob die Wechselfeld-Suszeptibilität von nanokristallinen Ni-Teilchen im Bild des idealen Superparamagneten beschrieben werden kann.

•Stefan Thamm¹, Sabine Pütter^1,2 und Jürgen Hesse^1
1Institut für Metallphysik und Nukleare Festkörperphysik TU, 38106 Braunschweig, Mendelssohnstr. 3
²jetzt: MPI für Mikrostrukturphysik, 06120 Halle, Weinberg 2

An einem System bestehend aus nanokristallinen Ni-Teilchen werden Magnetisierungsmessungen auf zwei unterschiedlichen Wegen durchgeführt: a) nach einer Nullfeld-Abkühlung unter 5 K wird die Magnetisierung der Probe in unterschiedlichen (kleinen) Magnetfeldern gemessen (zfc-fw), b) nach einer Abkühlung in einem starken ``negativen'' Magnetfeld wird die Magnetisierung der Probe in unterschiedlichen (kleinen, ``positiven'') Magnetfeldern gemessen (negative fc - fw). Aus diesen Messungen versuchen wir die Energiebarriere, die das Blocking- Verhalten der Magnetisierung unterhalb einer charakteristischen Temperatur bestimmt, zu ermitteln.

•M. Gajdzik, C. Sürgers und H. v. Löhneysen
Physikalisches Institut, Universität Karlsruhe, D-76128 Karlsruhe

Mn_xSi_yC_z-Schichten mit verschiedenen Konzentrationen x, y, z werden bei Substrattemperaturen T_S = 600 - 800 ^oC durch simultanes Magnetronsputtern auf Si (100)-Substraten hergestellt. Die Schichten werden mit Auger-Tiefenprofilanalyse und Röntgenbeugung charakterisiert und mit SQUID-Magnetometrie und dem transversalen magnetooptischen Kerr-Effekt hinsichtlich ihrer magnetischen Eigenschaften untersucht. Kohlenstoffhaltige Proben mit z > 0.03 zeigen abhängig von der Substrattemperatur ein ferromagnetisches Verhalten. Insbesondere wird für T_S = 700 - 750 ^oC und x = 0.53, y = 0.32, z = 0.15 eine Curietemperatur T_C » 350 K gemessen. Dies ist die bisher höchste Curietemperatur für eine Verbindung, die als Übergangsmetall ausschließlich Mn enthält. Die Röntgenmessungen lassen auf eine Mn₅Si₃-artige Struktur für die ferromagnetische Phase schließen, die durch den Einbau von Kohlenstoff verzerrt wird. Bei niedrigeren T_S hergestellte Schichten sind amorph und zeigen bis herab zu T = 2 K keinen Ferromagnetismus. Für höhere T_S nimmt das ferromagnetische Signal bei nur schwach reduziertem T_C deutlich ab. Der eingeschränkte Substrattemperaturbereich deutet auf eine besondere Rolle der Wachstumskinetik zur Bildung der ferromagnetischen Phase hin.

•C. Bührer¹, M. Fähnle², U. Grünewald¹, K. Maier¹, J. Reske³ und S. Roth^1
1Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Nuß allee 14-16, 53115 Bonn
²Max-Planck-Institut für Metallforschung, Heisenbergstra=DFe 1, 70569 Stuttgart
³Institut Max von Laue - Paul Langevin, Avenue des Martyrs BP 156, 38042 Grenoble, France

Die Eigenschaften des magnetischen Phasenübergangs von flüssig unterkühlten Co_1-xPd_x-Legierungen werden mit den Methoden der Modulationskalorimetrie und der Messung der Magnetisierung in Abhängigkeit von einem äu=DFeren Magnetfeld ( m·H £ 100mT) untersucht.

Der dabei erhaltene kritische Exponent der paramagnetischen Suszeptibilität sowie die Temperaturabhängigkeiten der spezifischen Wärme und der spontanen Magnetisierung werden auf dem Poster erstmals für den magnetischen Phasenübergang eines flüssigen Metalls vorgestellt und im Vergleich mit den Eigenschaften fester kristalliner und amorpher Ferromagnete diskutiert.

•M. Kaack¹, E. Arnscheidt¹, F. Imbierwitz¹, J. Pelzl¹, H. Bach¹ und G. Saunders^2
1Institut für Experimentalphysik, Ruhr-Universität Bochum, D-44780 Bochum, FRG
²School of Physics, University of Bath, Bath BA2 7YA, UK

Zur Untersuchung des Anti-Invar Effekts wurden die elastischen Eigenschaften von FeNiMn-Legierungen temperaturabhängig studiert. Dieses kubische System zeigt in Abhängigkeit der Konzentration ferromagnetisches, antiferromagnetisches und spinglasartiges Verhalten. Mit Hilfe des Pulse-Echo-Overlap-Verfahrens wurden die drei unabhängigen elastischen Konstanten im Bereich von Heliumtemperatur bis 800K gemessen. Dabei zeigte sich bei der ferromagnetischen Probe Fe₅₀Ni₃₅Mn₁₅ ein typisches Invar-Verhalten. Zur Trennung des magnetischen Beitrags vom quasiharmonischen Verhalten der elastischen Konstanten war es bei dieser Probe nicht ausreichend bis zu Temperaturen von 800K zu messen. Da auch der bei allen Proben auftretende Anti-Invar Effekt erst bei Temperaturen von etwa 1050K zu beobachten ist, wurde eine neue Hochtemperatureinheit aufgebaut, mit der Ultraschallmessungen bis zu Temperaturen von 1250K durchgeführt werden können.
Diese Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (SFB 166) gefördert.

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Zuletzt geändert am 05.08.1998

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