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Spinwellen in magnetischen Elementen mit Domänenstruktur

 

Das Studium von Spinwellen in kleinen magnetischen Elementen, aus unterschiedlichen Gründen, sehr wichtig. Zum Einen geben die Untersuchungen Aufschluss darüber, wie Submikrometer große magnetische Elemente, auf ultrakurze magnetische Feldpulse reagieren, zum Anderen ist die magnetische Dynamik in solchen Elementen in Hinsicht auf die zugrundeliegende Physik von Bedeutung. Da diese Elemente sowohl von der Austauschwechselwirkung also auch von der magnetischen Dipolwirkung beeinflusst werden.

Heutzutage ist die Magnetodynamik in magnetischen Elementen mit komplizierter Domänenstruktur von besonderer Bedeutung. Sie wurde, mangels geeigneter Messverfahren, in der Vergangenheit nur unzureichend untersucht. Kürzlich wurde von unserer Arbeitsgruppe ein neuartiges Mikro- Fokus Brillouin light scattering setup (Micro BLS) entwickelt. Dieser Messaufbau ermöglicht es uns beispielsweise, durch seine hohe laterale Auflösung, Spinwellen Eigenmoden, eines Mikrometer großen magnetischen Quadrats mit Landau Domänenstruktur, zu messen. Ein schematischer Überblick über ein solches Quadrat wird in der unten stehenden Abbildung gewährt. Die Landau Domänenstruktur besteht aus vier dreieckigen Domänen, wobei die Diagonalen des Quadrats die Domänenwände bilden.

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Mit dem Mikro-BLS Setup ist es uns möglich, die Resonanzfrequenzen der Spinwellen-Moden und ihre Abhängigkeit von der Größe der Quadrate zu bestimmen. Darüber hinaus können wir räumliche Verteilung der Spinwellen in den unterschiedlichen Moden messen. Ein Beispiel einer solchen Messung, für unterschiedliche Moden, ist in der unten stehenden Abbildung dargestellt. Diese Ergebnisse erlauben eine eindeutige Klassifizierung der Spinwellen Eigenmoden im Landau-Zustand.

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Referenzen:

  1. K. Perzlmaier, M. Buess, C.H. Back, V.E. Demidov, B. Hillebrands, S.O. Demokritov, "Spin-wave eigenmodes of permalloy squares with closure domain structure", Phys. Rev. Lett., 94, 057202 (2005).


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