Mit unserem in-situ MR-Aufbau haben wir die Möglichkeit, das Magnetisierungsverhalten einzelner Submikrometer-Strukturen, die in der selben Kammer mit der Focused Ion Beam Technologie (FIB) hergestellt wurden, mittels Magnetotransportmessungen zu untersuchen. Bisher haben wir uns auf Rechtecke konzentriert, die aus einem dreilagigen Chrom/Permalloy/Platin Film hergestellt wurden.
Zur Untersuchung der Rechtecke wurde der in Abb. 1 gezeigte, wenige μm große Stromkreis hergestellt. Das helle Rechteck (1) ist die ferromagnetische Struktur, die untersucht werden soll. Oberhalb davon befindet sich eine Kontaktfläche (6), auf die wir eine Wolframnadel mit einem Mikromanipulator mit Nanometer-Genauigkeit aufsetzen können. Um die Struktur und den ferromagnetischen Film voneinander zu entkoppeln, wurde um das Rechteck herum die langreichweitige magnetische Ordnung zerstört (3), ohne die elektrische Leitfähigkeit zu weit herabzusetzen. Wird nun eine Spannung zwischen der Nadel und dem Film (2) angelegt, dann sorgt die Isolierung (4 und 5) um die Kontaktfläche dafür, dass der gesamte Strom durch die ferromagnetische Struktur fließt. Die Potentialdifferenz zwischen Nadel und Film wird nun in Abhängigkeit eines äußeren Magnetfelds gemessen, um das Magnetisierungsverhalten zu untersuchen.
Es wird der dominierende, so genannte anisotrope Magnetowiderstand (AMR) benutzt. Wir erhalten folgende Verläufe für ein parallel zur langen Achse der Rechtecke (leichte Achse der Magnetisierung, Abb. 2) oder senkrecht dazu (parallel zur harten Achse der Magnetisierung, Abb. 3) angelegtes Magnetfeld.
Die SEMPA-Aufnahmen verdeutlichen die Veränderungen der mikromagnetischen Struktur der Rechtecke im äußeren Feld. Beim easy-axis loop (Abb. 4) treten Sprünge im Magnetowiderstand auf, die auf irreversible Übergänge zwischen quasi eindomänigen S- bzw. C-Zuständen und dem Diamant-Zustand zurückzuführen sind. Beim hard-axis loop (Abb. 5) treten nur reversible Änderungen auf: Die Größe der Kappen des Landau-Zustands ändert sich mit dem Magnetfeld und die Magnetisierung in den Hauptdomänen rotiert kohärent.
