Vibrationsmagnetometer

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie ; Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung in 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 433501699

Die Kernexpertise der antragstellenden Gruppe liegt in der Herstellung funktionaler Nanomaterialien mit maßgeschneiderten magnetischen Eigenschaften. Dabei werden künstliche Domänenstrukturen und damit assoziierte mikroskalige Streufeldlandschaften in planaren magnetischen Schichtsystemen untersucht, die zur Manipulation und Fernsteuerung magnetischer Mikroobjekte eingesetzt werden können. Ebenso werden magnetische Eigenschaften magnetisch funktionalisierter 3D-Objekte erforscht, wie z.B. magnetische Januspartikel oder Mikroröhren. Zentral hierfür ist das Verständnis von Anisotropien unter dem Einfluss der Austauschwechselwirkung in magnetischen Dünnschichtsystemen. Insbesondere wird der Frage nachgegangen, wie Anisotropieeigenschaften durch Beschuss mit keV-Heliumionen in Kombination mit äußeren Magnetfeldern maßgeschneidert werden können. Im Fokus stehen dabei Untersuchungen zu thermisch aktivierten Prozessen mit entsprechender Modellierung und deren Auswirkungen auf Charakteristika der Magnetisierungskurve der zu untersuchenden Materialsysteme. Wichtig für die Durchführung der aktuell laufenden und zukünftig geplanten Projekte ist somit eine quantitative Charakterisierung der Magnetisierungskurve, insbesondere mit Empfindlichkeit auf vergrabene Schichten und im Hinblick auf gekrümmte Oberflächen und partikuläre Objekte. Hierfür ist ein Messgerät erforderlich, mit dem das Ummagnetisierungsverhalten unter systematischer Variation der Richtung des äußeren Magnetfelds bezüglich der charakteristischen Achsen der Proben (also winkelauflösend) und unter Variation der Messdauer und Temperatur untersucht werden kann. Durch die Notwendigkeit der Untersuchung sehr dünner magnetischer Schichten oder auf Oberflächen verteilter magnetischer Mikro- und Nanoobjekte ist es von entscheidender Bedeutung, das magnetische Moment der Proben mit sehr hoher Empfindlichkeit zu vermessen. Die beschriebenen Anforderungen können vollständig durch ein leistungsstarkes Vibrationsmagnetometer erfüllt werden. Da das Messgerät das Ummagnetisierungsverhalten der Proben integral vermisst, besitzt dieses Gerät Tiefensensitivität auch auf vergrabene Schichten und ist daher komplementär zu den in der Arbeitsgruppe vorhandenen Kerr-Magnetometern und dem Kerr-Mikroskop. Der in der Arbeitsgruppe vorhandene Aufbau eines Vibrationsmagnetometers (Eigenbau) besitzt aufgrund des Alters seiner Komponenten eine um mehrere Größenordnungen zu geringe Empfindlichkeit, keine Möglichkeit zur genauen Temperaturregelung und erlaubt keine winkelabhängigen Studien. Daher ist dieser nicht zur Durchführung der von uns angedachten Untersuchungen geeignet und somit das beantragte Neugerät für die geplante Forschung notwendig.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Vibrationsmagnetometer
• Gerätegruppe: 0150 Geräte zur Messung der magnetischen Materialeigenschaften
• Antragstellende Institution: Universität Kassel
• Leiter: Professor Dr. Arno Ehresmann