Spinpolarisierter Tunneleffekt an fest/flüssig Grenzflächen zwischen magnetisierten Rastertunnelmikroskopspitzen und magnetischen Nanostrukturen

磁化扫描隧道显微镜尖端与磁性纳米结构之间固/液界面的自旋极化隧道效应

• 批准号: 36207950
• 负责人: Privatdozent Dr. Werner Schindler
• 金额: --
• 依托单位: Chemische Physik fern des Gleichgewichts
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2006-12-31 至 2012-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/36207950?language=en
• 关键词: Spinpolarisierter; Tunneleffekt; fest; fl; ssig

Untersuchungen der magnetischen Eigenschaften einzelner magnetischer Nanostrukturen oder der Domänenstruktur magnetischer Oberflächen sind in-situ an fest/flüssig Grenzflächen bisher nicht möglich. Magnetkraftmikroskopie würde nur laterale Auflösungen von etwa 25 nm bieten, die zur detaillierten Untersuchung magnetischer Nanostrukturen nicht ausreicht. Der spinpolarisierte Tunneleffekt erlaubt eine laterale Auflösung der magnetischen Information im atomaren Bereich und damit die gezielte Korrelation von Struktur und Magnetismus. In diesem Projekt soll die Spinpolarisation von Elektronen, die zwischen einer magnetisierten STM Spitze und einer magnetischen Struktur auf einer Substratoberfläche an der fest/flüssig Grenzfläche tunneln, untersucht werden. Basierend auf früheren Ergebnissen der Arbeitsgruppe, dass Elektronen an wässrigen fest/flüssig Grenzflächen bei kleinen Abständen von weniger als 0,3 nm zwischen STM Spitze und Substratoberfläche durch eine Vakuumbarriere tunneln, soll zuerst in diesem Abstandsbereich spinpolarisiertes Tunneln an der Grenzfläche nachgewiesen werden. Detaillierte Experimente unter Verwendung ultrareiner Elektrolytlösungen sollen Aufschluss über den Einfluss von Wasserschichten und Adsorbaten an der Grenzfläche auf den spinpolarisierten Tunnelprozess geben. Alternativ soll die Spinpolarisation tunnelnder Elektronen in nichtwässriger Propylencarbonatlösung mit TBAPF6 Leitsalz untersucht werden, die eine andere Vakuumbarriere an der fest-/flüssig Grenzfläche erwarten lässt als wässrige Elektrolyte. Mittels des in unserer Arbeitsgruppe entwickelten Feldemissions-/Sputterverfahrens zur Herstellung axialsymmetrischer und elektrochemisch sauberer STM Spitzen mit Apexdurchmessern von weniger als 10 nm sollen geeignete magnetisierbare STM Spitzen aus ferromagnetischem Massivmetall, u.a. Legierungen geringer Magnetostriktion, sowie aus antiferromagnetisch ordnenden Metallen, die nahezu keine magnetischen Streufelder erzeugen, präpariert werden. Im Anschluss an die grundlegenden Untersuchungen soll dann die ortsaufgelöste Magnetisierung und Domänenstruktur einzelner Fe, Co und Ni Monolagen und Cluster mit Durchmessern von weniger als 20 nm auf Cu(100) und Au(111) Substraten mit topographischer STM Information korreliert werden. Die Cluster sollen sowohl mit dem in der Arbeitsgruppe entwickelten Verfahren der lokalisierten Elektrodeposition, als auch delokalisiert abgeschieden werden. Die spinpolarisierten Messungen an magnetischen Strukturen sollen mit in-situ magneto-optischen Kerr-Effekt (MOKE) Messungen an entsprechenden delokalisiert abgeschiedenen Strukturen verglichen werden. Neben seiner Anwendungsrelevanz könnte das Projekt einen erheblichen Beitrag zum Verständnis des Elektronentunnels an fest/flüssig Grenzflächen leisten.

Untersuchungen der magnetischen Eigenschaften einzelner magnetischer Nanostrukturen oder der Domänenstruktur magnetischer Oberflächen sind in situ an fest/flüssig Grenzflächen bisher nicht möglich. Magnetkraftmikroskopie würde努尔laterale Auflösungen von etwa 25 nm bieten，die zur detaillierten Untersuchung magnetischer Nanostrukturen nicht ausreicht.自旋极化隧道效应在原子束中产生一个横向磁场信息，并影响结构和磁场之间的相互关系。在这个解决电子自旋极化问题的项目中，我们将韦尔登中的一个磁化STM Spitze和一个磁化结构放在一个衬底上。Basierend auf früheren Ergebnissen der Arbeitsgruppe，dass Elektronen an wässrigen fest/flüssig Grenzflächen bei kleinen Abständen von weniger als 0，3 nm zwischen STM Spitze und Substratoberfläche durch eine Vakuumbarriere tunneln，soll zuerst in diesem Abstandsbereich spinpolarisiertes Tunneln an der Grenzfläche nachgewiesen韦尔登。详细的实验表明，超声波电解液可以提高水溶液和吸附剂对自旋极化隧道过程的影响。另一种解决方案是使用TBAPF 6 Leitsalz韦尔登的非碳酸丙烯酯中的电子自旋极化隧道，一个和一个真空屏障，一个fest-/flüssig Grenzfläche erwarten lässt als wässrige Elektrolyte。Mittels des in unserer Arbeitsgruppe entwickelten Feldmissions-/Sputterverfahrens zur Herstellung axialsymmetrischer und elektrochemisch sauberer STM Spitzen mit Apexdurchmessern von weniger als 10 nm sollen geeignete magnetisierbare STM Spitzen aus ferromagnetischem Massivmetall，u.a.传统的磁击，是由反铁磁物质或金属制成的，但没有任何磁性物质被磁化，因此产生韦尔登。在20 nm Cu（100）和Au（111）衬底上，用STM信息记录仪记录韦尔登的磁场和磁场结构，制备Fe、Co和Ni单晶体和团簇。该集群sollen sowohl与他们在该Arbeitsgruppe entwickelten Verfahren的lokalisierten elktrodeposition，als auch delokalisierabgeschieden韦尔登.利用磁光克尔效应（MOKE）的自旋极化传感器和磁结构解决了磁致极化传感器和磁致极化传感器之间的相互作用，从而使磁致极化传感器和磁结构之间的相互作用变得非常韦尔登。Neben seiner Anwendungsrelevanz könnte das Projekt einen erheblichen Beitrag zum Verständnis des Elektronentunnels an fest/flüssig Grenzflächen leisten.