Schon seit vielen Jahrhunderten begeistern sich die Menschen für Magnetismus und dessen vielseitige Anwendungen in Wissenschaft und Technik. Eines der Teilgebiete, die Magnonik, beschäftigt sich dabei mit der Erzeugung und Manipulation von Quasi-Teilchen namens Magnonen, welche in Materialien mit magnetischer Ordnung häufig in Form von Spinwellen auftreten. Diese weisen sowohl interessante fundamentalphysikalische als auch technologische Aspekte auf. So erlauben es Magnonen Information ohne tatsächliche Elektronenbewegung, sondern nur durch Präzession magnetischer Momente zu übertragen. Im Rahmen dieser Dissertation wurden Spinwellen mit Hilfe von zeitaufgelöster Röntgenmikroskopie untersucht. Durch elementspezifischen und quantitativen Kontrast können Magnonen dabei auf den Größenskalen der fundamentalen physikalischen Wechselwirkungen untersucht werden. Dies erlaubt es nicht nur magnonische Bauteile direkt im Betrieb abzubilden, sondern vertieft darüber hinaus das Verständnis der physikalischen Wechselwirkungen auf der Nanoskala.
Aktualisiert: 2023-05-02
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Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Phänomene im Bereich der Magnetisierungsdynamik dünner Filme mittels zeitaufgelöster Rasterröntgentransmissionsmikroskopie untersucht. Zunächst wurden Experimente zur Dynamik magnetischer Vortexstrukturen unter dem Einfluss von Spin-Orbit-Torque durchgeführt, der sich durch vergleichende mikromagnetische Simulationen als wahrscheinlich vernachlässigbar gegenüber dem Magnetfeld des fließenden Stroms im betrachteten System erwies. Des weiteren wurden Spinwellen in Filmen aus Yttrium-Eisengranat studiert. Hierfür wurden verschiedene Präparationstechniken erarbeitet, die erstmals den Einsatz zeitaufgelöster Röntgentransmissionsmikroskopie, und damit Spinwellenabbildungen unterhalb der optischen Auflösungsgrenze, bei diesem in der Forschung prominenten Material ermöglichten. Es gelang die Erzeugung und Abbildung von Spinwellen mit nur 100 nm Wellenlänge. Die gängige Theorie zur Spinwellendispersion konnte bis in den austauschdominierten Bereich bestätigt werden, wobei für dickere Filme deutliche Hybridisierungseffekte mit Moden höherer Ordnung berücksichtigt werden mussten.
Aktualisiert: 2022-03-17
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Die Datenspeicherung ist in vielen Anwendungsbereichen ein wichtiger und fester Bestandteil geworden und in Bereichen wie der Konstruktion, Fertigung, Logistik und Qualitätssicherung nicht mehr wegzudenken. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Datenspeichersystem entwickelt, das es ermöglicht, Daten direkt in Bauteile einzubringen, wodurch eine Verschmelzung von Bauteil und Information realisiert wird. Dabei kommt für die Datenaufzeichnung ein bewährtes Verfahren aus der magnetischen Datentechnik zum Einsatz. Für die Datenwiedergabe wird ein magneto-optisches Verfahren verwendet.
Der Vorteil dieses Speichersystems ist die Möglichkeit des Überschreibens der vorherigen Daten, wodurch die Daten immer aktuell gehalten werden können. Im Hinblick auf den Einsatzbereich in der Fertigungsstraße wird durch das magneto-optische Auslesen ein Verfahren umgesetzt, das Daten aus einer Distanz detektieren kann. Hierzu wird der magneto-optische KERR-Effekt genutzt, der es ermöglicht, die unterschiedlichen Magnetisierungszustände an der Oberfläche zu detektieren.
Aktualisiert: 2019-10-17
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