Disputationsvortrag: Seite 4
Die zur Zeit für den Einsatz im UHV zur Verfügung stehenden Methoden zur
Abbildung magnetischer Domänen kann man in drei Klassen zusammenfassen: Bei
den elektronen-optischen Verfahren handelt es sich zum einen um
- Rasterelektronen Mikroskopie mit Polarisationsanalyse (SEMPA)
- Spin-polarisierte Mikroskopie niederenergetischer Elektronen (SPLEEM)
sowie um die
- Lorentz-Mikroskopie auf Basis der Transmissions-Elektronenmikroskopie.
Diese Verfahren zeichnen sich durch die hohe räumliche Auflösung aus, die sich
aufgrund der geringen Wellenlänge der verwendeten Elektronen erzielen lassen.
Sie liegt im Bereich von etwa 20 nm.
Seit kurzem wird auch die magnetische Kraftmikroskopie (MFM) im UHV eingesetzt
und erzielt dabei eine Auflösung bis etwa 50 nm.
Dem gegenüber steht als klassisches Verfahren die magneto-optische Mikroskopie,
zu der neben der Kerr-Mikroskopie auch die Faraday-Mikroskopie für transparente
Proben gehört. Diese Art der Mikroskopie wird an Luft bereits seit den sechziger
Jahren verwendet, so daß sich die Frage stellt, warum wir sie dennoch für den
Einsatz im UHV ausgewählt haben. Deswegen habe ich hier ihre Vor- und Nachteile
zusammengefaßt:
Ein Nachteil dieses Verfahren ist die im Vergleich zu den oben genannten
Verfahren geringe Auflösung der magneto-optischen Mikroskopie von etwa 1
Mikrometer, bedingt durch die Beugungsbegrenzung bei Verwendung von sichtbarem
Licht. Zudem ist der magneto-optische Kerr-Effekt sehr klein und führt zu einem
geringen Kontrast bereits bei dicken Proben. Ein großer Vorteil ist jedoch die
Möglichkeit, die zu untersuchende Probe prinzipiell beliebig hohen äußeren
Magnetfeldern aussetzen zu können. Bei den elektronen-optischen Verfahren ist
dies nicht möglich, da die Elektronen durch das Magnetfeld abgelenkt werden
würden. Aus einem anderen Grund kann auch bei der magnetischen Kraftmikroskopie
nur ein geringes Magnetfeld angelegt werden. Interessiert man sich jedoch gerade
für den Ummagnetisierungsprozeß, so ist dies eine wesentliche Voraussetzung. Bei
der Ummagnetisierung handelt es sich darüberhinaus um einen zeitabhängigen
Prozeß. Ein weiteren Vorteil der magneto-optischen Mikroskopie ist, daß es sich
um ein sehr schnelles Meßverfahren handelt, so daß auch dynamische Prozeße
untersucht werden können. Dies ist z.B. mit allen rasternden Verfahren wie
SEMPA oder MFM nicht möglich. Abschließend möchte ich festhalten, daß die
magneto-optische Mikroskopie nicht mit der zu untersuchenden Domänenstruktur
wechselwirkt - eine wichtige, aber dennoch nicht bei allen Verfahren gegebene
Voraussetzung.
Nachdem ich versucht habe zu erklären, warum wir uns für die Kerr-Mikroskopie als
magnetisches Abbildungsverfahren entschieden haben, möchte ich im
