Die Fourier-Transformations-Röntgenholografie (FTH) [1] ist ein Verfahren um die magnetische Struktur von dünnen Filmen mit Röntgenstrahlung hochauflösend abzubilden (siehe Abb. 1). Ein kohärenter und zirkular polarisierter Röntgenstrahl wird durch eine nanostrukturierte Goldmaske in einen Objekt- und einen Referenzstrahl geteilt. Der Objektstrahl durchdringt die magnetische Probe (z.B. eine Co/Pt-Multilage mit senkrechter Magnetisierung) und wird dort gestreut während der Referenzstrahl von der Probe unbeeinflusst bleibt. Die Referenzwelle wird der gestreuten Strahlung überlagert und mit einer CCD-Kamera ein Interferenzmuster aufgezeichnet, in dem die Phaseninformation der durch das Objekt modifizierten Strahlung gespeichert ist. Liegen Objekt und Referenzstrahlquelle in derselben Ebene, kann durch eine einfache Fouriertransformation die Rekonstruktion des Realraumbildes (Objektlochabbildung) erreicht werden, man spricht von einem Fourier-Hologramm. Durch Nutzung des Röntgenzirkulardichroismus wird ein elementspezifischer, magnetischer Kontrast erzielt. Die Auflösung der Objektlochabbildung wird durch die Größe der Referenzstrahlquelle bestimmt. Sie liegt derzeit bei etwa 20 nm.
Abb. 1: Funktionsweise der konventionellen Fourier-Transformations-Röntgenholografie [2]
Da Optikmaskenstruktur und magnetischer Film sich auf dem selben transparenten Träger befinden. ist das Gesichtsfeld bei der konventionellen FTH auf die Größe des Objektloches beschränkt. Eine Erweiterung der FTH stellt das in unserer Gruppe entwickelte holografische Röntgenmikroskop (XHM=X-ray holographic microscope) [3] dar, dessen schematischer Aufbau in Abb. 2 zu sehen ist. Beim XHM sind Optik und Objekt voneinander getrennt. Das hinter der Optik stehende Objekt ist verfahrbar, so dass ein großer Bereich der ferromagnetischen Probe abgebildet werden kann (siehe Abb. 3). Durch diese Realisierung vereinfacht sich zusätzlich die Probenpräparation.
Abb. 2: Funktionsweise eines Röntgen-Holografie-Mikroskops (XHM) [3]. Optikmaske und Probe sind voneinander getrennt. Dadurch kann die magnetische Struktur eines großen Bereiches der Probe abgebildet werden.
Abb. 3: Domänengrößen-Entwicklung einer Co/Pt Multilage, überdeckt von einem Eisenkeil [2]. Die kontinuierlich dicker werdende Eisenschicht führt zu einer Reduzierung der Domänengröße.