Magnetischer Dichroismus in der schwellennahen Photoemission mit Femtosekunden-Laserpulsen
Final Report Abstract
In diesem Projekt wurden die physikalischen Grundlagen des magnetischen Zirkulardichroismus in der Schwellenphotoemission untersucht. In der gewohnten Beschreibung wird der Photoemissionsprozess von direkten Bandübergängen unter Erhaltung der Parallel-Impulskomponente dominiert. Der magnetische Zirkulardichroismus ist dann eine Folge der kombinierten Austauschaufspaltung und der Spin-Bahn-Aufspaltung der Anfangszustände. Eine Analyse der Schwellenphotoemission zeigt hier, dass die Photoemissionsausbeute wesentlich durch indirekte Bandübergänge bestimmt wird, wenn keine direkten Bandübergänge unter Erhaltung des Parallel-Impulses möglich sind. Damit nähert sich die mikroskopische Beschreibung der Theorie für den magneto-optischen Kerr-Effekt an, wobei alle möglichen Bandübergänge berücksichtigt werden. Allerdings werden die erlaubten Übergänge immer noch dadurch eingeschränkt, dass die Elektronen die Austrittsarbeitsschwelle überwinden müssen. Diese Einschränkung führt zu einer Erhöhung der Asymmetrie im Vergleich zum magneto-optischen Kerr-Effekt. Bei Mehrphotonen-Photoemission ist der erste Anregungsprozess entscheidend für die Größe der Asymmetrie. Für Kobaltoberflächen haben wir Asymmetrien bis zu 17 % beobachtet. Die Größe der Asymmetrie ist geeignet, um magnetische Domänen mit Hilfe eines Photoemissions-Elektronenmikroskops abzubilden. Damit ist eine laterale Auflösung unterhalb der Abbe-Grenze für sichtbares Licht möglich.
Publications
- Magnetic Circular Dichroism in Two-Photon Photoemission, Phys. Rev. Lett. 102, 057207 (2009)
K. Hild, J. Maul, G. Schönhense, H. J. Elmers, M. Amft, and P. M. Oppeneer
- Threshold photoemission magnetic circular dichroism at the spin-reorientation transition of ultrathin epitaxial Pt/Co/Pt(111)/W(110) films, Phys. Rev. B 80, 224426 (2009)
K. Hild, J. Emmel, G. Schönhense, and H. J. Elmers
- Energy- and angle-dependent threshold photoemission magnetic circular dichroism from an ul trathin Co/Pt(111) film, Phys. Rev. B 82, 195430 (2010)
K. Hild, G. Schönhense, H. J. Elmers, T. Nakagawa, T. Yokoyama, K. Tarafder, and P. Oppeneer
- Dominance of the first excitation step for magnetic circular dichroism in near-threshold two-photon photoemission, Phys. Rev. B 85, 014426 (2012)
K. Hild, G. Schönhense, H. J. Elmers, T. Nakagawa, T. Yokoyama, K. Tarafder, and P.M. Oppeneer
(See online at https://doi.org/10.1103/PhysRevB.85.014426) - Quadratic magnetooptical effects in two-dimensional permalloy particles investigated by scanning X-ray microscopy, Appl. Phys. A 111, 557 (2013)
S.A. Nepijko, O.V. Pylypenko, L.V. Odnodvorets, E. Kisker, H.J. Elmers, G. Schönhense
