Magneto-optical detection of ferromagnetic resonance in single-crystalline iron thin films

  • The orientation of the magnetization of thin magnetic films can be observed using the magneto-optical Kerr effect (MOKE). In this work an experimental setup was devised to measure ferromagnetic resonance (FMR) in the time average of the MOKE response for the first time. Investigations at microwave power levels of 0.2 W to 3.8 W demonstrate that the detected signal is dependent on the change in the time average of the magnetization, whereas in conventional FMR the signal is proportional to the absorption. The intensity distribution of the spectra and the observed fold-over effects were explained using numerical simulations. These demonstrated the change in the time average of the magnetization with regard to its equilibrium orientation, in magnitude as well as in orientation. Further investigations ruled out thermal contributions to the signal generation.
  • In dünnen magnetischen Schichten kann die Orientierung der Magnetisierung mit Hilfe des magnetooptischen Kerr Effektes (MOKE) beobachtet werden. In dieser Arbeit wurde ein Messaufbau entwickelt, um erstmalig die Ferromagnetische Resonanz (FMR) im zeitlich gemittelten MOKE zu detektieren. Untersuchungen an dünnen Eisenschichten bei hohen Mikrowellenleistungen von 0.2 W bis 3.8 W zeigten, dass das Messsignal nicht wie in der konventionellen FMR der Absorption proportional ist, sondern von der Änderung des zeitlichen Mittelwertes der Magnetisierung abhängt. Die Intensitätsverteilung der Spektren und beobachtete Fold-over Effekte konnten mit Hilfe von Simulationsrechnungen erklärt werden. Die Änderung des zeitlichen Mittelwertes des Magnetisierungsvektors sowohl im Betrag als auch in der Orientierung im Vergleich zur Gleichgewichtslage wurde demonstriert. Thermische Beiträge zum Messsignal konnten durch weitere Untersuchungen ausgeschlossen werden.

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Metadaten
Author:Marc MöllerGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-29414
Referee:Josef PelzlGND, Daniel HägeleGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2010/09/24
Date of first Publication:2010/09/24
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie
Date of final exam:2010/07/08
Creating Corporation:Fakultät für Physik und Astronomie
GND-Keyword:Ferromagnetische Resonanz; Magnetooptischer Kerr-Effekt; Landau-Lifsic-Gleichung; Eisen; Dünne Schicht
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Physik
faculties:Fakultät für Physik und Astronomie
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