Magnetisierungsverhalten selbstorganisierter nanoskopischer Antidotgitter

Das detaillierte Verständnis des Magnetisierungsverhaltens magnetischer Nanostrukturen ist für die Verbesserung schneller Datenspeicher sowohl in einer Festplatte als auch in nicht-flüchtigen ‚Magnetic Random Access Memories’ (MRAM) unabdingbar. Die Mechanismen, welche zu einem örtlich und zeitlich definierten Umpolen der Magnetisierung führen, sind, je nach Material, Größe und Geometrie der Nanostrukturen oder Präsenz von Pinningzentren, verschieden. Ein genaues Verständnis der zugrunde liegenden Prozesse bildet aber die Voraussetzung, um durch gezielte Variation von Herstellungsparametern eine Optimierung der Ummagnetisierung zu erreichen.

In vorliegendem Projekt D6 sollen diese Mechanismen von der quasistatischen bis zur Picosekunden-Zeitskala (10^-12 s) untersucht werden. Als Modellsystem werden hier sogenannte Antidotmuster eingesetzt. Durch selbstorganisiertes Abscheiden nanoskopischer Kugeln (60-500 nm), deren homogene Durchmesserreduktion, nachfolgende Deposition eines magnetischen Filmes und Entfernen der Kugeln entsteht ein periodisches hexagonales oder quadratisches Lochmuster mit einstellbarem Durchmesser und Abstand der Löcher. Dies ermöglicht ein kontinuierliches Durchstimmen von dünnen, zusammenhängenden Stegen bis zu einem quasi-kontinuierlichen Film mit kleinen topologischen Störungen. Letzteres kann zur Erzeugung sogenannter Vortices eingesetzt werden. Die Untersuchung solcher Strukturen erfordert eine Kombination von modernen, leistungsfähigen Messtechniken zur Bestimmung magnetischer Statik/Dynamik und topologischer Struktur. Ein tieferes Verständnis der experimentellen Resultate soll durch Rückkopplung mit der Theorie, insbesondere durch ‚state-of-the-art’ Simulationen, erreicht werden.