Magnetische Anisotropie und Dämpfungsmechanismen in ultradünnen 3d-Ferromagneten

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Im Rahmen dieser Arbeit wurden ultradünne ferromagnetische Filme und Vielfachlagen der 3d-Übergangsmetalle mittels Ferromagnetischer Resonanz untersucht. Diese Methode ermöglicht die präzise Messung von Anisotropiefeldern und die Bestimmung der Interlagenaustauschkopplung in absoluten Einheiten. Der Fokus lag auf Dreifachlagen mit senkrechten oder verkippten Magnetisierungen. Ein zentrales Ziel war es, die Magnetisierungsdynamik anhand der Dämpfungsmechanismen zu charakterisieren. Als Probensysteme kamen Ni- und Co-Filme auf Cu(001) sowie Kombinationen aus Ferromagnet und Halbleiter-Substrat zum Einsatz. Die Untersuchungen umfassten die Bestimmung der oszillatorischen Interlagenaustauschkopplung für Ni/Cu/Co und Ni/Cu/Ni-Dreifachlagen und deren Vergleich mit theoretischen Vorhersagen. Zudem wurde die Temperaturabhängigkeit der Kopplung in Ni/Cu/Co-Dreifachlagen als Folge thermischer Anregung von Spinwellen identifiziert. Analysen der Linienbreiten zeigten einen dynamischen Anteil, verursacht durch den Spin-Pump-Effekt, der die Gilbert-Dämpfung erhöht. In schwach gekoppelten Systemen wurde eine Kompensation des Spin-Pump-Effekts beobachtet. Die Linienbreite von Fe/V-Multilagen wurde frequenz- und winkelabhängig untersucht, wobei die Zwei-Magnonen-Streuung nachgewiesen wurde. Darüber hinaus wurden die magnetischen Anisotropien und Dämpfungsmechanismen in Ferromagnet/Halbleiter-Hybridstrukturen analysiert. Die Koexistenz einer fe