Magnetooptische Kerr-Spektroskopie von Seltenen Erdhydridfilmen und Multischichten

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Zahlreiche Übergangs- und Seltene Erdmetalle sind dafür bekannt, daß sie große Mengen Wasserstoff aufnehmen können. Während massive Proben, wegen der mit der Hydrierung und Dehydrierung einhergehenden Volumenänderungen, in Pulver zerfallen und damit für optische und magnetooptische Messungen wenig geeignet sind, konnte 1996 erstmals gezeigt werden, daß dünne Filme ohne Zerstörung reversibel beladen und entladen werden können. Bei einer Wasserstoffbeladung von z.B. Y kann der Film zwischen der metallischen YH2 und der isolierenden und damit durchsichtigen YH3 Phase hin- und hergeschaltet werden, was zu dem Begriff "schaltbare Spiegel" geführt hat. Das hier vorgeschlagene Projekt sieht vor, Seltene Erdmetalle (und Y und La) epitaktisch aufzuwachsen und dann magnetooptischen Kerr-Effekt an den Hydriden dieser Metalle als Funktion des Magnetfeldes, der Photonenenergie und der Temperatur zu messen. Bei Monoschichten verspricht diese Spektroskopie wertvolle Erkenntnisse über die elektronische Struktur der verschiedenen Hydride und den Mechanismus des Metall-Isolator Übergangs. Bei Multischichten aus verschiedenen Seltenen Erdhydriden können Austauschmechanismen zwischen Materialien mit gleichen und unterschiedlichen magnetischen Ordnungszuständen untersucht werden, denn es treten sowohl Dia-, Para- als auch Antiferro- und Ferromagnetismus auf. Schließlich sollten bei Schichtdicken im Nanometerbereich, Oszillationen des Kerr-Effekts als Funktion der Schichtdicke auftreten, die auf einen Spin-polarisierten "Quantum Size Effect" zurückzuführen sind.