Die magnetischen Eigenschaften von ultradünnen Schichten und Schichtsystemen werden mittels Ionenbeschuss modifiziert. Als Ausgangspunkt des Projektes kommen aufgrund des hohen Anwendungspotentials vorrangig Exchange-Bias Bilayersysteme und Spin-Valve Systeme in Frage. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf folgende Schwerpunkte:

• Grundlegende Untersuchungen, die zur Aufklärung und Verständnis des Exchange-Bias Effektes [MB56, MB57, NS99, Ber01, Kiw02] beitragen sollen:
  • Es wird untersucht, wie Veränderungen, die durch den He-Ionenbeschuss induziert wurden, von den Ionenstrahlparametern Beschleunigungsspannung, Beschuss-richtung und Dosis, sowie von der Art der verwendeten Ionen für bestimmte Schichtsysteme abhängen. Diese Untersuchungen werden hauptsächlich an Schichtsystemen mit metallischem und oxidischem Antiferromagnet durchgeführt.
    
  • Es werden weiterhin die Ursachen der bewirkten Veränderungen (z.B. strukturelle Veränderungen von Ferromagnet, Antiferromagnet und deren Grenzfläche in Schichtsystemen, Veränderung der beteiligten Spinsysteme) untersucht.
    
  • Die Analyse der Proben nach Ionenbeschuss wird intern mit dem AFM/MFM und MOKE durchgeführt. Extern stehen VSM, ERD, XMCD, XMLD etc. über Kooperationspartner zur Verfügung.

   

• Laterale Strukturierung magnetischer Eigenschaften der Exchange-Bias- und Spin-Valve-Systeme mittels Elektronenstrahl-Lithographie und deren Untersuchung mit AFM/MFM:
  • Es werden Masken aus PMMA lithographiert und dieses Pattern anschließend genutzt, um durch Ionenschuss unterschiedliche Anisotropierichtungen lateral strukturiert im magnetischen Schichtsystem zu fixieren.
  • Im Hinblick auf zukünftige Anwendungen, die Änderungen der magnetischen Eigenschaften durch laterale Strukturierung mit typischen Breiten von 100nm erfordern, wird die Übertragbarkeit, Proximity Effekte und Ummagnetisierungs-verhalten solcher Strukturen mit MFM getestet.
  • Durch MFM werden Domänenwandeffekte angrenzender, magnetisch unterschied-licher Bereiche untersucht.

   

• Ausbau der Prozesskette zur Herstellung, Beschuss von austauschgekoppelten Schichtsystemen sowie deren magnetische bzw. strukturelle Charakterisierung:
  
  • Ende des Jahres 2002 wird es möglich sein, polykristalline Schichtsysteme herzustellen, magnetisch mit MOKE zu charakterisieren, mit EBL lateral zu strukturieren, mit He-, oder Ar-Ionenbschuss magnetisch zu manipulieren, an-schließend wieder magnetisch mittels MOKE bzw. MFM zu charakterisieren.
    
  • Eine neue Ionenstrahlanlage befindet sich im Aufbau, sie ermöglicht computer-gesteuert Proben lateral maskiert oder unmaskiert durch Blenden zu beschießen.
    

   

• Anwendung im Bereich der Sensorik