Book/Report

FZJ-2018-03394

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Abbildung und Charakterisierung mikromagnetischer Oberflächenstreufelder mit einem neu entwickelten Magnetokraft-Mikroskop

Göddenreich, T. (Corresponding author)FZJ*

1991
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/18858

Report No.: Juel-2442

Abstract: In dieser Arbeit wurde die Entwicklung und Anwendung eines neuen Magnetokraft-Mikroskops beschrieben, bei dem die kraftinduzierten Hebelarmauslenkungen anLuft kapazitiv detektiert werden . Die resultierende Kraftempfindlichkeit beträgt etwa 10$^{-11}$N. Das gezielte Auffinden und Abbilden magnetischer Strukturen mit dem Magnetokraft-Mikroskop erfordert eine zusätzliche Kontrollmöglichkeit. Hierzu wurde das Kraft-Mikroskop mit einem Kerr-magnetoopischen Lichtmikroskopkombiniert. Mit dem entwickelten piezoelektrischen Großfeldpositionierer können noch Bereiche von 50 $\mu$m x 50 $\mu$m abgerastert und mit dem Lichtmikroskop überlappend beobachtet werden. Für die digitale Meßwerterfassung und Bildverarbeitung mit einem Mikrocomputer wurde ein spezielles Meß- und Auswerteprogramm geschrieben. Sowohl die zerstörungsfreie, hochauflösende Abbildung von Leiter- und Nichtleiteroberflächen, als auch die Abbildung lokaler, oberflächennaher magnetischer Streufelder erfordert eine detaillierte Kenntnis der verwendeten Sonde. Der Einfluß des Sondenprofils auf die Abbildung oberflächenmorphologischer Strukturen und auf die Auflösung wurde gezeigt. Auftretende Abbildungsfehler wurden diskutiert und dazu ein numerischer Lösungsalgorithmus zur Dekonvolution beschrieben und angewandt. Der beschriebene Einfluß des magnetisch aktiven Sondenvolumens auf den Magnetkontrast und auf die Auflösung führte zu der Entwicklung eines neuen Kalibrierungsverfahrens für Magnetokraft-Sonden an dem definierten Magnetfeld einer stromdurchflossenen Dünnfilm-Leiterschleife. Die Ergebnisse lassen erkennen, daß elektrolytisch polierte Nickel-Sonden primär eine Magnetisierung des Spitzenbereichs in Richtung der Sonde aufweisen. Zum Eigenstreufeld der Sonde durchgeführte Simulationsrechnungen zeigen eine Streufeldlokalisierung am Sondenapex. Durch Messungen an Domänenwänden konnte erstmals die destruktive Wechselwirkung des Sondenstreufelds mit dem Magnetokraft-Mikroskop nachgewiesen werden: wenn das Eigenstreufeld der Sonde größer als das koerzitive Haftreibungsfeld wird, tritt eine sondeninduzierte Wandbewegung auf. Bei Untersuchungen an weichmagnetischen Materialien wurde eine lokale Ummagnetisierung festgestellt. Dies eröffnet für die Zukunft die neue Möglichkeit der lokalen, Suszeptibilitätsmessung mit dem Magnetokraft-Mikroskop durch das Streufeld der Magnetsonde. Es wurde gezeigt, daß durch eine Abstandsvergrößerung zwischen Sonde und Oberfläche der destruktive Einfluß des Sondenstreufelds sowie der Einfluß der Topographie auf den Magnetkontrast verringert werden kann.Erstmals gelang mit dem Magnetokraft-Mikroskop die Abbildung einer 180 $^\circ$Domänenwand in einem Eisenwhisker Einkristall. An Feinstrukturen innerhalb von Domänenwänden wurde die experimentell erzielte Auflösung des Verfahrens vonetwa 100nm aufgezeigt. Durch die Abbildung einer multipolaren 180 ° -Wand mit einem "tick-zack"-Verlauf und einer Bloch-Linie konnte die klassische Modellvorstellung einer solchen Wandstruktur bestätigt werden.

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Contributing Institute(s):

1. Publikationen vor 2000 (PRE-2000)

Research Program(s):

1. 899 - ohne Topic (POF3-899) (POF3-899)

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Database coverage:

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