Die Ferromagnetische Resonanz (FMR) ist ein wichtiges Werkzeug zur Untersuchung magnetischer Eigenschaften des Festkörpers. Am Beispiel dünner Co-Filme sollen die grundlegenden Meßtechniken und Geräte der Mikrowellenspektroskopie erarbeitet werden und einige ferromagnetische Eigenschaften des Kobalts untersucht werden.

Die einzelnen Aufgaben werden jeweils vorher mit dem Betreuer abgesprochen. Es besteht die Möglichkeit, die Meßsteuerung für einen Aufgabenteil (z.B. die Messung der Eigenfrequenz der Resonatoren) eigenständig zu erstellen. Dazu wird die objektorientierte Programmiersprache HP-Vee verwendet.

Zu Beginn wird der Umgang mit der Mikrowellentechnik erlernt. Dies umfaßt:

1. Umgang mit Sender-, Empfänger-, Hohlleitern und weiteren Mikrowellen-Bauteilen.
2. Überprüfen des Linearitätsbereichs der Detektionsdiode.
3. Charakterisierung der zu verwendenden Resonatoren: Eigenfrequenz und Güte.

Fig. 1: Das FMR-Spektrometer

Nach dem Erarbeiten der technischen Grundlagen folgen die eigentlichen Messungen:

1. Messung eines g-Markers (DPPH, g = 2.0036 ) zur Bestimmung der Eichkonstanten des Magnetfeldes (Offset und Hallkonstante der Hallsonde).
2. Messung der Co-Resonanz bei 9 GHz.
3. Messung der Winkelabhängigkeit der Resonanzlage bei 9 GHz für einen dünnen Co-Film, daraus Bestimmung der Anisotropie.

Fig. 2: Ferromagnetische Resonanzkurve (Ableitung der Absorption) eines 20 nm Co-Films bei 9.4 GHz für zwei unterschiedliche Orientierungen des äußeren Feldes	Fig. 3: Messung der Stärke und leichten Richtung der in-plane Anisotropie für den 20 nm Co-Film.

Als Probenmaterial steht ein Satz gesputterter dünner Co-Filme zur Verfügung (2, 5, 12, 20 und 200 nm Schichtdicke), die mit einer Aluminium- oder Goldschutzschicht gegen Oxidation versehen sind.

Noch wichtiges Wort zur Vorbereitung: Es geht bei der Vorbereitung dieses Versuchs darum, die relevanten Begriffe und Erläuterungen zum Verständnis der Meßtechnik und des physikalischen Hintergrundes der Ferromagnetischen Resonanz aus der Literatur herauszuarbeiten. Daher sollte man sich bei der Vorbereitung auf die wesentlichen Punkte konzentrieren (etwa die oben genannten Themenbereiche). Die Literaturmappe liefert sehr viel weiterführende Information und darf nicht mißverstanden werden als genaue Beschreibung für diesen Versuch.

Betreuer:
Dr. D. Görlitz