Spin-polarized scanning tunneling microscopy study of the Fe(001)-p(1x1)O surface and antiferromagnetic Mn films on Fe(001)-p(1x1)O and Cu3Au(100)

Abstract

Der erste Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der Adsorption von Sauerstoff auf einer Fe(001) oberfläche, welches zu einer p(1×1) Oberfläche führt, die mittels spinaufgelöster Ratertunnelmikroskopie (Sp-STM) und Spectroskopie (Sp-STS) untersucht wird. Ebenso wird der Effekt einer Sauerstofflage auf das Wachtum und den magnetischen Eigenschaften von Mn Filmen auf Fe(001) betrachtet. Das verwendete Sp-STM arbeitet im differentiell magnetischen Modus, wobei ein ferromagnetisch weicher Ring als Probenelektrode verwendet wird, der es ermöglicht, die Topologie- und die Spininformationen zu separieren. Die bekaunte atomare Struktur der Fe(001)-p(1×1)O Oberfläche wurde im Realraum von atomar aufgelösten STM Daten bestätigt. Sp-STS Messungen zeigen eine durch Sauerstoff hervorgerufene Besonderheit in der lokalen Zustandsdichte, deren Herkunft mittels „ab initio“ Rechnungen diskutiert wird. Wie sich zeigt, spielt die Sauerstoffslage eine benetzende Rolle beim Wachtum vom dünnen Mn Filmen auf Fe(001)-p(1×1)O, wobei das lagenweise Wachstum verbessert wird. Sp-STM Messungen zeigen, dass die Mn Filme eine unkompensierte lagenweise antiferromagnetische Ordnung aufweisen, ganz ähnlich zu Mn Filmen, die auf einer reinen Fe(001) Oberfläche gewachsen sind, jedoch im Vergleich zu diesen mit vergrößertem Tunnelwiderstandseffekt. Im zweiten Teil dieser Arbeit werden magnetische Eigenschaften der „face-centered tetragonal (fct)“ von auf Mn Filmen auf Cu3Au(100) mittels der Sp-STM untersucht. Frühere Experiments am System Fe/Mn/Cu3Au(100) haben einen signifikanten Austausch-Verschiebnungs-Effekt gezeigt, die auf Antiferromagnetismus von Mn/Cu3Au(100) schließen lassen. Hier wird direkt gezeigt, dass die fct von Mn/Cu3Au(100) eine unkompensierte antiferromagnetische Spinstruktur aufweist.