Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

537.6 --- Magnetism --- 537.6 Magnetism

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

De magnetische domeinstructuur en de ferromagnetische hysteresislus worden niet enkel sterk bepaald door de vorm en grootte van de ferromagneet, maar ook door de aanwezige ruwheid. Hoewel ruwheid veelal een ongewenste factor is, zal zij nooit volledig geweerd kunnen worden. Ruwheid kan echter ook aangewend worden om bepaalde magnetische eigenschappen, zoals de coërcitiviteit, doelbewust te modificeren. In deze thesis wordt ruwheidsmodulatie aan het grensvlak aangewend voor het lokaal wijzigen van de coërcitiviteit van polykistallijne dunne Fe-films. Een laterale modulatie van de coërcitiviteit wordt verkregen door het groeien van een periodisch lijnrooster bestaande uit polykistallijn Ag op een vlak substraat. Hierboven wordt de Fe-laag neergezet waardoor zij lokaal verruwd wordt. Een tweede type van microstructuren bestaat uit het ingraven van het periodische Ag-lijnrooster in het vlakke substraat. Beide typen worden verkregen door een combinatie van optische lithografische technieken samen met moleculaire-bundelepitaxie (MBE) en sputterdepositie. Door het aanleggen van een extern magneetveld met een welbepaalde sterkte en in een welbepaalde richting kan een artificiële magnetische toestand gecreëerd worden waarbij de idealiter antiparallel georiënteerde domeinen gescheiden worden door magnetische domeinwanden op specifieke posities in de dunne magnetische Fe-film. Deze magnetische microstructuren worden in deze thesis onderzocht met magnetische-krachtmicroscopie (MFM). Door het aanwenden van deze zeer lokale techniek, waarbij gebruik gemaakt wordt van een zeer scherpe magnetische naald, kan de domeinstructuur gevisualiseerd worden. Bovendien kan de creatie en annihilatie van de antiparallelle domeinstructuur gevolgd worden. Door het magneetveldafhankelijk opmeten van de elektrische weerstand kan de domeinvorming verder bestudeerd worden. De positieve bijdrage van de gevangen domeinwanden aan de elektrische weerstand kan toegeschreven worden aan het anisotrope magnetoweerstandseffect (AMR) in de domeinen. Dit is het gevolg van de gekantelde toestand die gevonden wordt in plaats van de ideaal veronderstelde antiparallelle toestand. Verder kon worden vastgesteld dat de verankering van domeinwanden niet stabiel is wanneer het externe magneetveld uitgeschakeld wordt. In een laatste deel van het onderzoek wordt de weerstand van de domeinwanden bepaald in een dunne Fe-film waarbij de magnetisatie lokaal verankerd wordt door gebruik te maken van het ‘exchange bias’ effect. Door vergelijkbare microstructuren te produceren als voorheen, waarbij de polykristallijne Fe-film nu lokaal in contact staat met een antiferromagnetische CoO-laag, wordt een verhoging van de elektrische weerstand door de aanwezigheid van domeinwanden waargenomen, d.i. de zogenaamde positieve domeinwandweerstand. The magnetic domain structure and the ferromagnetic hysteresis loop are not only strongly influenced by shape and size, but also by roughness. Although mostly being an unwanted factor, roughness can never be fully excluded in real-life systems. On the other hand, roughness can be applied to tailor certain magnetic properties such as coercivity. In this thesis, modulation of the surface roughness is used to locally alter the coercivity of polycrystalline thin Fe films. Lateral modulation of the coercivity is achieved by first defining a periodic Ag line pattern on a smooth Si/SiO2 substrate. The Fe film is then deposited on top of this pattern and its roughness and, hence, coercivity is locally enhanced. A second type of sample consists of the same periodic array of Ag lines, but embedded into the Si/SiO2. Both types of patterns are produced by combining optical lithography and molecular beam epitaxy (MBE) and sputter deposition techniques. By applying an external magnetic field with a well-defined strength and orientation, an artificial magnetic domain configuration can be obtained. This consists of ideally antiparallel oriented magnetic domains with in-plane magnetization, separated by magnetic domain walls. These domain walls are found at very specific places in the sample. In this thesis, these magnetic micropatterns are investigated by means of magnetic force microscopy (MFM). This very local technique utilizes a very sharp magnetic tip to probe the magnetic interaction between tip and sample. This way, the magnetic domain configuration can be visualized. Furthermore, the creation and annihilation of the antiparallel magnetic domain configuration is followed. By measuring the electric resistance as a function of the applied magnetic field, the domain formation can be studied further. The positive contribution of the trapped magnetic domain walls to the resistance can be explained in terms of the anisotropic magnetoresistance (AMR) effect. This results from the canted state of the magnetization which deviates from the assumed ideal antiparallel orientation of the magnetization in neighboring domains. Furthermore, it was found that the trapping of magnetic domain walls is not stable when the external magnetic field is switched off. In the last part of this research, the contribution of the magnetic domain walls to the resistance is determined in a thin Fe film. The magnetization is locally pinned by using the ‘exchange bias’ effect. On top of a polycrystalline Fe film, a micropattern of antiferromagnetic CoO lines is deposited in a similar way as described above. This leads to trapped Néel walls which produced a positive contribution to the resistance, i.e., positive intrinsic domain wall resistance (DWR). Magnetisme vormt een belangrijke hoeksteen in de huidige samenleving en is in diverse toepassingen terug te vinden in het dagelijkse leven. De huidige multimedia (video- en fotobestanden van hoge kwaliteit) en zowat alle beschikbare data worden in digitale vorm bewaard op magnetische harde schijven en digitale magnetische cassettes. Het toegepaste en fundamentele onderzoeksdomein magnetisme wordt deels gedreven door de steeds toenemende nood aan hogere opslagcapaciteit. Ook in de medische wereld heeft magnetisme een veelbelovende toekomst: magnetische nanodeeltjes vinden er verschillende toepassingen zoals bv. het zeer lokaal toedienen van medicijnen. Ondanks de vele succesvolle toepassingen, blijven tot op de dag van vandaag nog steeds veel fundamentele vragen onbeantwoord. Onderzoek in vaste-stoffysica is toegespitst op nieuwe materialen in ongewone configuraties. Dankzij sterk verbeterde en geavanceerde productietechnieken kunnen er systemen gemaakt worden waarbij de afmetingen zo sterk verkleind kunnen worden dat ze vergelijkbaar worden met karakteristieke lengteschalen, bv. de grootte van een magnetisch domein. Dit leidde reeds tot het ontdekken van het gigantische magneto-weerstandseffect (GMR) waarvoor in 2007 de Nobelprijs Fysica werd toegekend aan Peter Grünberg en Albert Fert. Dit onderzoek leidde tot het huidige onderzoeksveld van de spintronica waarbij de magnetische spin de magnetisatie kan voelen en manipuleren. In deze studies is de rol van het grensvlak en de modificatie van de fysische en magnetische eigenschappen aan het grensvlak van het grootste belang. De magnetische domeinstructuur en de ferromagnetische hysteresislus worden niet enkel sterk beïnvloed door de vorm en grootte van de ferromagneet, maar ook door de aanwezige ruwheid. Hoewel ruwheid veelal een ongewenste factor is, zal zij nooit volledig geweerd kunnen worden. Ruwheid kan echter ook aangewend worden om bepaalde magnetische eigenschappen, zoals de coërciviteit, doelbewust te modificeren. De coërciviteit geeft aan hoe stabiel een magneet is en geeft de grootte van het magneetveld dat nodig is om de magnetisatie naar nul te brengen. In deze thesis wordt ruwheidsmodulatie aan het grensvlak aangewend voor het lokaal wijzigen van de coërciviteit van polykristallijne dunne Fe-films. Een laterale modulatie van de coërcivteit wordt verkregen door het groeien van een periodisch lijnenrooster bestaande uit polykristallijn Ag op een vlak substraat. Hierop wordt de Fe-laag neergezet waardoor zij lokaal verruwd wordt. Een tweede type van microstructuren bestaat uit het ingraven van het periodische Ag-lijnenrooster in het vlakke substraat. Door het aanleggen van een extern magneetveld met een welbepaalde sterkte en in een welbepaalde richting, kan een artificiële magnetische toestand gecreëerd worden waarbij de idealiter antiparallel georiënteerde domeinen gescheiden worden door magnetische domeinwanden op specifieke posities in de dunne magnetische Fe-film. Deze magnetische microstructuren worden in deze thesis onderzocht met magnetische-krachtmicroscopie (MFM). Door het aanwenden van deze zeer lokale techniek, waarbij gebruik wordt gemaakt van een zeer scherpe magnetische naald, kan de domeinstructuur in beeld gebracht worden. Bovendien kan de creatie en annihilatie van de antiparallelle domeinstructuur gevolgd worden. Door het opmeten van de magneetveldafhankelijkheid van de elektrische weerstand, kan de domeinvorming verder bestudeerd worden. De positieve bijdrage van de gevangen domeinwanden tot de elektrische weerstand kan toegeschreven worden aan het anisotrope magneto-weerstandseffect (AMR) in de domeinen. Dit is het gevolg van de ‘gekantelde’ magnetische toestand die gevonden wordt in plaats van de ideaal veronderstelde antiparallelle toestand. Verder kon worden vastgesteld dat de verankering van domeinwanden niet stabiel is wanneer het externe magneetveld uitgeschakeld wordt. In een laatste deel van het onderzoek wordt de weerstand van de domeinwanden bepaald in een dunne Fe-film waarbij de magnetisatie lokaal verankerd wordt door gebruik te maken van het ‘exchange bias’ effect. Door vergelijkbare microstructuren te produceren als voorheen, waarbij de polykristallijne Fe-film nu lokaal in contact staat met een antiferromagnetische CoO-laag, wordt een verhoging van de elektrische weerstand door de aanwezigheid van domeinwanden waargenomen, d.i. de zogenaamde positieve domeinwandweerstand. Dit doctoraatsonderzoek heeft bijgedragen tot een beter begrip van de stabiliteit van artificiële magnetische domeinconfiguraties en kan op langere termijn bijdragen tot bv. de ontwikkeling van magnetische geheugenelementen in computersystemen.

Academic collection --- 537.6 --- 537.6 Magnetism --- Magnetism --- Theses

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Inleiding Magnetisme speelt een belangrijke rol in de huidige technologische samenleving en wordt gebruikt in tal van toepassingen. Op medisch vlak wordt magnetisme zinvol toegepast in scanners met een hoge resolutie. Verder wordt er veel onderzoek verricht naar magnetische nanodeeltjes die nuttig kunnen zijn bij het bestrijden van verschillende ziektes. Dergelijke magnetische deeltjes kunnen gebruikt worden om medicijnen te vervoeren naar een specifieke plaats in het lichaam, bv. een tumor. Deze deeltjes kunnen namelijk gestuurd worden door het aanleggen van een magneetveld. Andere voorbeelden van de toepasbaarheid van magnetisme kan men vinden in de huidige informatie- en communicatietechnologie. Denk maar aan videobanden, kredietkaarten, sensoren, harde schijven, … Omwille van de huidige en nieuwe aanstromende technologie, blijft magnetisme een uitdagend onderzoeksdomein. In deze thesis wordt het exchange bias effect onderzocht in polykristallijne Co/CoO dubbellagen. Dit exchange bias effect wordt gekarakteriseerd door een horizontale verschuiving van de ferromagnetische hysteresislus en is het gevolg van de ‘exchange’ koppeling aan het grensvlak tussen een ferromagnetische laag (bv. Co, Fe, Ni,… ) en een antiferromagnetische laag (bv. CoO, FeMn, NiO,… ). De antiferromagnetische laag wordt bijna niet beïnvloed door een uitwendig aangelegd magneetveld aangezien dergelijk materiaal geen macroscopische magnetisatie bezit. Bijgevolg kan de magnetisatie van de ferromagnetische laag gestabiliseerd worden in een bepaalde richting door deze te koppelen met een antiferromagnetische laag. Dergelijke stabilisatie van de ferromagnetische laag werd reeds in 1956 ontdekt door Meiklejohn en Bean, maar tot op heden is er nog steeds geen betrouwbare theoretische verklaring voor dit fenomeen. De grootste oorzaak voor het uitblijven van een goed inzicht is de moeilijkheid om de magnetische configuratie van beide lagen aan het grensvlak zichtbaar te maken. Het resultaat is dat er vandaag verschillende theoretische modellen bestaan die andere fysische parameters gebruiken, zoals ruwheid, korrelgrootte, een al dan niet gecompenseerde antiferromagnetische grenslaag, loodrechte koppeling, anisotropieëen,… Naast de horizontale verschuiving van de hysteresislus die het exchange bias effect karakteriseert, zijn er nog andere fenomenen die met dit effect direct in verband kunnen gebracht worden, zoals een verbreding van de hysteresislus, een training effect, een asymmetrische hysteresislus, magnetische relaxatie, een verticale verschuiving van de hysteresislus en een positief exchange bias effect. De microscopische oorsprong van sommige van deze fenomenen is nog steeds onduidelijk. Eén van deze fenomenen, het training effect, is het onderwerp van deze thesis. Het training effect is een geleidelijke vermindering van de horizontale verschuiving van de hysteresislus wanneer de dubbellaag aan opeenvolgende hysteresislussen wordt onderworpen. Het is algemeen aanvaard dat het training effect verbonden is met een gewijzigde spinstructuur van de antiferromagnetische laag ten gevolge van een cyclisch variëerend magneetveld. De microscopische oorsprong van het training effect is evenwel nog altijd een onderwerp van discussie. Dit wordt weerspiegeld door de verschillende modellen met uiteenlopende fysische achtergronden die het training effect proberen te verklaren. Het doel van de thesis is tweeledig. Eerst en vooral willen we meer inzicht verwerven in het training effect en de daarbij horende ferromagnetische domeinstructuur in polykristallijne Co/CoO dubbellagen. Het Co/CoO exchange bias systeem werd geselecteerd omdat het gekend staat voor een uitgesproken training effect en asymmetrische hysteresislus onmiddellijk na koelen in de aanwezigheid van een uitwendig magneetveld. Als tweede doel werd er vooropgesteld om het training effect terug te draaien, of met andere woorden, de dubbellagen terug te initialiseren naar de toestand die wordt bekomen na veldkoelen. Twee methoden worden toegepast om de dubbellagen naar hun oorspronkelijke toestand te laten terugkeren. Bij de eerste methode wordt er een groot magneetveld aangelegd in de richting van het koelveld. Bij de tweede methode wordt er een hysteresislus uitgevoerd in het vlak, maar loodrecht op de koelrichting. De tweede methode blijkt veel efficiënter voor het recupereren van de originele toestand van de dubbellagen na veldkoelen. Experimentele technieken De structuur van de CoO laag wordt bestudeerd met behulp van x-stralenreflectometrie en atomaire krachtmicroscopie. De atomaire krachtmicroscoop gebruikt een zeer scherpe naald (tip) die het oppervlak aftast en hierbij de van der Waals interactiekracht tussen tip en sample detecteert. Op deze manier wordt een topografisch beeld van het oppervlak gevormd. Voor het bestuderen van de ferromagnetische Co laag worden verschillende technieken aangewend. Er werd een lage temperatuur magnetische krachtmicroscoop (LT-MFM) gebouwd om de domeinstructuur van de Co laag tijdens de verschillende stadia van de hysteresislus te bestuderen. De LT-MFM maakt gebruik van hetzelfde principe als de atomaire krachtmicroscoop. Bij de LT-MFM wordt de tip bedekt met een dun magnetisch laagje en bijgevolg kan men de magnetische interactie tussen de tip en het sample-oppervlak opmeten. Op deze manier kan de domeinstructuur van het sample in beeld gebracht worden. Fig. 1 (zie samenvatting doctoraatsproefschrift) toont de belangrijkste onderdelen van de huisgebouwde LT-MFM opstelling. De LT-MFM wordt afgekoeld in een cryogene opstelling die gekenmerkt wordt door 3 onafhankelijke supergeleidende spoelen. Bijgevolg kan een magneetveld aangelegd worden in de 3 ruimtelijke richtingen, wat een grote meerwaarde betekent voor de LT-MFM. De magnetisatie-metingen van de ferromagnetische Co laag worden uitgevoerd met behulp van het magneto-optisch Kerr effect (MOKE) bij kamertemperatuur. Het anisotrope magnetoweerstandseffect (AMR), de ‘vibrating sample magnetometer’ (VSM) en gepolariseerde neutronenreflectometrie (PNR) worden aangewend om de magnetisatie van de Co laag te bestuderen bij lage temperatuur. Het AMR effect wordt nauwkeurig opgemeten door de Co/CoO dubbellaag te integreren in een Adler-Jackson weerstandsbrug. De AMR metingen worden uitgevoerd in de cryogene opstelling die ook voor de LT-MFM metingen gebruikt wordt. Gepolariseerde neutronenreflectometrie (PNR) wordt gebruikt om de magnetisatie-richtingen van de ferromagneet tijdens de verschillende hysteresislussen na te gaan. De metingen worden uitgevoerd met de V6 reflectometer-opstelling in het Hahn-Meitner-instituut te Berlijn. De gepolariseerde neutronen, waarvan het magnetisch moment parallel (up) of antiparallel (down) georiëenteerd is met het aangelegde veld, worden weerkaatst op het sample. De intensiteit van de gereflecteerde neutronenbundel wordt opgemeten door een detector die zodanig gepositioneerd is dat de weerkaatsingshoek identiek is aan de invalshoek. Door gebruik te maken van een analysator, gepositioneerd net voor de detector, kunnen 4 verschillende intensiteiten (R++, R--, R-+ en R+-) opgemeten worden. De R++ en R-- signalen, waarbij het magnetisch moment van de neutronen onveranderd blijft, geven informatie over de structuur en de magnetisatie-component van het sample in het vlak dat evenwijdig is met het aangelegde veld. De R+- en R-+ reflectiviteiten, waarbij het magnetisch moment van de neutronen omkeert door interactie met het sample, geven enkel informatie van magnetische oorsprong. De spin-flip reflectiviteiten zijn evenredig met het kwadraat van de magnetisatie-component in het vlak van het sample en loodrecht op het aangelegde veld. Karakterisatie van de structurele en magnetische eigenschappen De polykristallijne Co/CoO dubbellagen worden vervaardigd door het opdampen van ongeveer 20 nm Co bij kamertemperatuur op een geoxideerd Si substraat door middel van DC magnetronverstuiving (DC-sputtering) of moleculaire-bundel-epitaxie. Vervolgens wordt de gegroeide Co laag in situ in een zuurstofatmosfeer gebracht bij een druk van ongeveer 10-3 mbar gedurende 2 minuten. Uit atomaire krachtmicroscopie volgt dat de CoO laag een typische korrelstructuur heeft met een gemiddelde diameter van ongeveer 26 nm. De verdeling van de korrelgroottes kan benaderd worden door een lognormale verdeling. Uit de x-stralenmetingen blijkt dat de dikte van de CoO laag ongeveer 2 nm is. X-stralenmetingen tonen verder aan dat de Co laag voornamelijk bestaat uit een polykristallijne hexagonale dichtgepakte structuur. MOKE metingen bij kamertemperatuur laten zien dat er een uniaxiale anisotropie aanwezig is in de Co laag, consistent met de hexagonale kristalkorrels. De temperatuursafhankelijkheid van de weerstand van de Co laag kan beschreven worden met behulp van de Bloch-Grüneisen integraal. De parameter m in de Bloch-Grüneisen integraal neemt de waarde 3 aan tijdens de fit procedure, wat verklaart kan worden doordat de Co laag een korrelige structuur heeft. Electron-magnon verstrooiing in Co is verwaarloosbaar klein, en bijgevolg wordt de temperatuursafhankelijkheid van de weerstand beschreven door een T3 wet. Het trainingseffect in Co/CoO dubbellagen Het exchange bias effect in de Co/CoO dubbellaag wordt tot stand gebracht door het systeem te koelen in de aanwezigheid van een magneetveld. Het magneetveld is noodzakelijk om de ferromagneet te satureren, maar verder is de grootte van het magneetveld onbelangrijk. Fig. 2 (zie samenvatting doctoraatsproefschrift) toont de eerste drie hysteresislussen nadat het systeem gekoeld werd tot 5K in een magneetveld van 400 mT. De hysteresislussen vertonen een duidelijke horizontale verschuiving in de tegengestelde richting als de koelveldrichting. In de eerste hysteresislus kan een duidelijke asymmetrische vorm waargenomen worden. De eerste magnetisatie-omkering in de afnemende tak is abrupt en wordt gedomineerd door domeinwandverschuiving. De daaropvolgende magnetisatie-omkeringen zijn meer geleidelijk en worden gekarakteriseerd door een rotatie van de magnetisatie. Het training effect in Co/CoO dubbellagen kan beschreven worden met een model waarbij vele onafhankelijke antiferromagnetische korrels met een grootte Gi gekoppeld zijn aan één enkel ferromagnetisch domein. Volgens Hoffmann zijn er meerdere gemakkelijke assen nodig om het training effect te observeren. Bijgevolg wordt elke antiferromagnetische korrel opgebouwd uit verschillende (drie) gemakkelijke assen en die assen zijn willekeurig georiënteerd tussen de verschillende korrels. Verder wordt er een ferromagnetische interactie verondersteld tussen de ongecompenseerde antiferromagnetische magnetisatie en het ferromagnetische domein. De totale energie van het model is de som van de antiferromagnetische magneto-kristallijne anisotropie energie, de exchange koppelingsenergie en de Zeeman energie. Het model is in staat het training effect in Co/CoO dubbellagen te beschrijven. De minimalisatie van de energie toont aan dat na veldkoelen de ongecompenseerde magnetisatie van de antiferromagnetische korrels gemiddeld langs de koelrichting gericht is. Na een volledige hysteresislus maakt de ongecompenseerde antiferromagnetische magnetisatie bij saturatie gemiddeld een hoek van -21.5° met het aangelegde magnetische veld. De richtingsverandering van de gemiddelde ongecompenseerde antiferromagnetische magnetisatie is de oorzaak van het trainingseffect. Om een beeld te vormen over de veranderende domeinstructuur van de ferromagnetische Co laag tijdens het training effect worden LT-MFM metingen uitgevoerd. Na veldkoelen wordt er geen magnetisch contrast waargenomen, maar na de eerste magnetisatie-omkering tijdens de afnemende tak van de hysteresislus ontstaat een duidelijke magnetische structuur met een golflengte van ongeveer 1 m. De magnetische domeinen blijven zelfs zichtbaar bij het aanleggen van een magneetveld dat de ferromagneet satureert. De LT-MFM metingen zijn in overeenstemming met de AMR metingen, die een weerstandsverandering aan het licht brengen na de eerste magnetisatie-omkering. De weerstandsverandering wijst op een verandering van de ferromagnetische domeinstructuur. De terugkeer naar de oorspronkelijke toestand Een tweede doelstelling van deze thesis is de dubbellaag terug te initialiseren naar de toestand die bekomen wordt na veldkoelen, zonder het sample terug op te warmen. Een voor de hand liggende methode is het aanleggen van een groot magneetveld in de koelrichting om op die manier de ongecompenseerde antiferromagnetische magnetisatie terug in de veldkoelrichting te brengen. Er wordt aangetoond dat het aanleggen van een DC magneetveld van 12 T onvoldoende is om de ongecompenseerde magnetisatie duidelijk te beïnvloeden. Om nog hogere velden te bekomen wordt een gepulst magneetveld van 34.5 T aangelegd langs de veldkoelrichting. Fig. 3(a) (zie samenvatting doctoraatsproefschrift) toont de eerste twee hysteresislussen na veldkoeling, waarbij tijdens de eerste magnetisatie-omkering een kleine weerstandsverandering optreedt en de daaropvolgende magnetisatie-omkeringen komen overeen met een grote weerstandsverandering. Dit wijst op domeinwandverschuiving tijdens de eerste magnetisatie-omkering en rotatie tijdens de daaropvolgende omkeringen. Fig. 3(b) (zie samenvatting doctoraatsproefschrift) geeft twee hysteresislussen weer die gemeten zijn na het aanleggen van een gepulst veld van 34.5 T. De magnetisatie-omkering in de afnemende tak van de hysteresislus na het gepulste veld wordt gekarakteriseerd door minder rotatie (kleinere weerstandsverandering) en vindt plaats bij een hoger negatief veld in vergelijking met de getrainde lus. Dit is de eerste keer dat een duidelijke toename van de horizontale verschuiving van de hysteresislus wordt waargenomen door het aanleggen van een gepulst veld langs de koelrichting. De toename van het exchange bias effect is ook een indirect bewijs van de ferromagnetische koppeling tussen de Co en de CoO laag. De resultaten van het aanleggen van een gepulst veld kunnen niet verklaard worden door gebruik te maken van voorgaande energievergelijking, aangezien er geen term aanwezig is die de ongecompenseerde antiferromagnetische magnetisatie direct koppelt met het uitwendige magneetveld. Men zou dit kunnen oplossen door een term in de energievergelijking bij te voegen die Zeeman-energie tussen het ongecompenseerde moment van de antiferromagnetische korrels en het uitwendige veld afschat. Dergelijke term is verantwoordelijk voor het richten van de ongecompenseerde antiferromagnetische magnetisatie langs de veldkoelrichting. Een tweede en efficiëntere manier om de Co/CoO dubbellaag terug te brengen naar zijn originele toestand na veldkoelen is het aanleggen van een hysteresislus in het vlak van het sample en loodrecht op de veldrichting. Dit wordt verder de loodrechte hysteresislus genoemd. Dit verrassende resultaat is samengevat in Fig. 4 (zie samenvatting doctoraatsproefschrift). Voor elk datapunt in Fig. 4(a) (zie samenvatting doctoraatsproefschrift) wordt de Co/CoO dubbellaag gekoeld in een magneetveld van 400mT totdat een temperatuur van 10K bereikt wordt. Vervolgens worden twee hysteresislussen gemeten langs het koelveld om de asymmetrie de eerste hysteresislus te verwijderen. Nadien wordt een loodrechte hysteresislus aangelegd met een maximaal magneetveld dat is weergegeven op de horizontale as van Fig. 4(a) (zie samenvatting doctoraatsproefschrift). Tenslotte wordt er opnieuw een hysteresislus aangelegd langs de koelrichting en wordt er nagegaan of de originele toestand na veldkoelen terug wordt bekomen. Elk datapunt van de grafiek stelt de asymmetriegraad voor en deze is gedefinieerd als het hoogteverschil tussen beide AMR pieken gedeeld door de verandering van het AMR signaal bij het tweede coërcitieve veld. Wanneer het loodrechte veld een maximale waarde van 150 mT bereikt, wordt de initiële toestand na veldkoelen grotendeels hersteld (zie Fig. 4(b) in de samenvatting van het doctoraatsproefschrift). Het is merkwaardig dat de asymmetrie opnieuw verdwijnt als het loodrechte magneetveld groter is dan 400 mT. PNR en SQUID metingen bevestigen het heroptreden van de initiële toestand. LT-MFM metingen tonen verder aan dat de domeinstructuur, die na de eerste magnisatie-omkering ontstaat, gedeeltelijk kan verwijderd worden door het uitvoeren van de loodrechte hysteresislus. Er wordt aangetoond dat het effect van het aanleggen van een loodrechte hysteresislus volledig kan verklaard worden met behulp van de energie vergelijking. Wanneer in de berekeningen het maximale loodrechte veld een waarde bereikt van 90 mT, zal de ongecompenseerde magnetisatie gemiddeld gericht zijn volgens de koelveldrichting en bijgevolg wordt de initiële situatie na veldkoelen opnieuw bekomen. Hoe meer het loodrechte veld de waarde van 90 mT overschrijdt, hoe verder de ongecompenseerde antiferromagnetische magnetisatie zich gemiddeld van de koelrichting verwijdert. Bijgevolg verdwijnt de asymmetrische hysteresislus opnieuw. Aangezien het uitgebreide Fulcomer en Charap model het effect van de loodrechte hysteresislus volledig beschrijft,

Academic collection --- 53 --- 537.6 --- 537.6 Magnetism --- Magnetism --- Theses

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Theoretical spectroscopy. Spectroscopic techniques --- fysicochemie --- Nuclear magnetic resonance --- Electric fields --- 537.6 --- Magnetism --- 537.6 Magnetism

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Electromagnetic interactions --- 537.6 --- Interactions, Electromagnetic --- Nuclear reactions --- Magnetism --- Electromagnetic interactions. --- 537.6 Magnetism