Beobachtung und Manipulation magnetischer Nanostrukturen

Dieses Werk befasst sich mit spinpolarisierter Rastertunnelmikroskopie (SP-STM) an magnetischen Nanostrukturen im Ultrahochvakuum und bei tiefen Temperaturen. Untersucht wird das thermische und spinstrominduzierte Schaltverhalten superparamagnetischer Eisen-Nanoinseln auf einer hochreinen Wolfram(110)-Oberfläche. Ziel der Untersuchung ist es, Joule Heating und Spin-Transfer Torque in Messungen mit hohen Strömen in SP-STM abhängig von Temperatur, Inselgröße und Tunnelspannung zu quantifizieren. Es tritt aufgrund von Phononengenerierung durch den Tunnelstrom ein Aufheizen in der Nanoinsel auf, das sogenannte Joule Heating. Durch den in der Spitze ausgerichteten Elektronenspin wird ein Spindrehmoment übertragen und sorgt so für eine Asymmetrie der mittleren Lebenszeiten zwischen der parallelen und der antiparallelen Magnetisierung von Spitze und Probe, was als Spin-Transfer Torque bezeichnet wird.