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Theorie der magnetischen Strukturbildung in Nanoteilchen und Nanoarrays
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Elena Y. Vedmedenko
Universität Hamburg, JAP, Jungiusstr. 11, 20355 Hamburg |
Die Konfiguration der magnetischen Momente in einzelnen Nanomagneten
und Nanoarrays bestimmt fundamentale physikalische Eigenschaften
dieser Nanobjekte. Deswegen spielt das Verständnis der Anordnung
magnetischer Momente auf atomarer Skala eine Schlüsselrolle für
Systeme reduzierter Dimensionen. |
Durch eine Kombination analytischer Rechnungen mit Computersimulationen
konnten wir zeigen, dass die atomare Körnigkeit zu wichtigen
neuen Effekten in Nanomagneten führt, z.B. nichtkollinearem
Magnetismus [1, 2] und anisotroper Orientierung von magnetischen
Domänenwänden [3]. In guter Übereinstimmung mit den Experimenten
konnten wir demonstrieren, dass die Orientierung der Domänenwände
in ferromagnetischen ultradünnen (Dicke von zwei atomeren Lagen)
Nanostrukturen nicht nur - wie noch bis vor wenigen Jahren angenommen
- mit der Form- und Kristallanisotropie zusammenhängt, sondern
von der Austauschenergie und der Gitterstruktur bestimmt wird [3].
Einer der Gründe dafür ist eine Verringerung der magnetostatischen
Energie in Nanostrukturen mit einer Dicke von wenigen Monolagen.
Damit liesse sich ein neuer Effekt, die grössenabhängige Spinreorientierung,
vorherzusagen [4].In der letzten Zeit haben wir ein allgemeines
Verfahren zur Berechnung von Multipolmomenten polarisierter Nanoteilchen
entwickelt [5]. Wir zeigen, dass polarisierte Nanoteilchen
mit axialer Symmetrie Multipolmomente höherer Ordnung besitzen.
Die starke multipolare Wechselwirkung führt zur Bildung neuer magnetischer
Überstrukturen. Die Symmetrie dieser Strukturen hängt mit
der Ordnung der Multipolomente und der des Gitters zusammen und
ermöglicht es, einige experimentelle Phänomene zu erklären. |
[1] E. Y. Vedmedenko, H.P. Oepen, and J. Kirschner, Phys. Rev. Lett.
90, 137203 (2003).
[2] E. Y. Vedmedenko, U. G. Grimm, and R. Wiesendanger, Phys. Rev.
Lett. 93, 76407 (2004).
[3] E.Y. Vedmedenko, A. Kubetzka, K. von Bergmann, O. Pietzsch, M.
Bode, H.P. Oepen, J. Kirschner and R. Wiesendanger, Phys. Rev. Lett.
92, 077207 (2004).
[4] E. Y. Vedmedenko, H.P. Oepen, and J. Kirschner, Phys. Rev. B 67,
012409 (2003).
[5] N. Mikuszeit, E. Y. Vedmedenko, and H. P. Oepen, J. Phys. C: Cond.
Matter., 16, 9037(2004). |
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