dc.contributor.author
Conrad, Uwe
dc.date.accessioned
2018-06-07T20:43:00Z
dc.date.available
2000-05-24T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/7059
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-11258
dc.description
Titel1.Einleitung12.Methode der SHG52.1 Grundlagen der Frequenzverdopplung52.2
Einfluß einer Magnetisierung102.3 Meßgrößen der SHG123.Lasersysteme173.1
Prinzip der Pulserzeugung173.2 Modengekoppelter Ti:Sa-Laser223.3
Verstärkersystem274.SHG-Mikroskopie294.1 Aufbau des SHG-Mikroskopes294.2
Messungen mit dem SHG-Mikroskop404.3 Zusammenfassung575.Statische
Eigenschaften dünner ferromagnetischer Filme615.1 UHV-Apparatur und
Präparation der Filme625.2 Bedeckungsabhängigkeiten635.3 Phasensensitive SHG-
Messungen765.4 Zusammenfassung936.Dynamische Eigenschaften dünner
ferromagnetischer Filme956.1 Experimenteller Aufbau966.2
Magnetisierungsdynamiken996.3 Gitterdynamik1196.4
Zusammenfassung1257.Zusammenfassung und
Ausblick1298.Anhang1339.Verzeichnisse14910.Literaturverzeichnis160
dc.description.abstract
In dieser Arbeit wurde die optische Frequenzverdopplung (second harmonic
generation, SHG) an Oberflächen zentrosymmetrischer Materialien eingesetzt, um
zum einen die statischen und die dynamischen Eigenschaften ultradünner
ferromagnetischer Filme zu untersuchen, sowie zum anderen eine nichtlineare
Mikroskopie zu entwickeln.
Mittels der magnetisierungsabhängigen SHG wurden die statischen magnetischen
Eigenschaften von Co/Cu(001) und Ni/Cu(001) in Abhängigkeitvon der Filmdicke
im Bereich weniger Monolagen untersucht. Dazu zählen beispielsweise das
Einsetzen des Ferromagnetismus bei einer bestimmten Schichtdicke oder der
Reorientierungsübergang der Magnetisierung bei Ni/Cu(001). Erstmals wurden
dabei phasenempfindliche SHG-Messungen an diesen Systemen durch Anwendung
einer spektral-interferometrischen Methode im UHVdurchgeführt.
Durch Pump-Probe-SHG-Experimente mit ultrakurzen Laserpulsen war es außerdem
möglich, die Magnetisierungsdynamik dieser Dünnfilmsysteme nach einer
optischen Anregung auf einer Subpikosekunden-Zeitskala zu beobachten. Im
Rahmen der experimentellen Zeitauflösung brach die Magnetisierung dabei
instantan mit dem Eintreffen des Pumplaserpulses ein. Es zeigte sich keine
Verzögerung zwischen der Elektronen- und der Spindynamik. Der Grad des
Magnetisierungseinbruches hängt dabei von der verwendeten Laserpulsenergie und
der Dicke des jeweiligen Filmes ab.Durch systematische Messungen des
Magnetisierungseinbruches in 8ML Ni/Cu(001) in Abhängigkeit von der Pumpfluenz
und der Substrattemperatur konnte durch Vergleich mit der im thermischen
Gleichgewicht gemessenen Magnetisierungskurve konsistent geschlossen werden,
daß die Magnetisierungsdynamik von der Elektronentemperatur bestimmt wird und
qualitativ der klassischen Magnetisierungskurve folgt. Für 7ML Ni/Cu(001)
konnte dabei die Magnetisierung für eine Dauer von 2ps lokal unterdrückt
werden. Im Anschluß an den Einbruch findet eine Wiederherstellung der
Magnetisierung durch thermische Abkühlung auf einer Nanosekunden-Zeitskala
statt.
Ferner wurde ein kommerzielles Auflichtmikroskop zu einem nichtlinearen
Rasterlasermikroskop erweitert. Dieses bietet die Möglichkeit, den
nichtlinearen optischen Respons einer Oberfläche mit µm-Auflösung abzubilden.
Anhand einiger exemplarischer Beipiele wird demonstriert, daß die nichtlineare
Mikroskopie ein erhebliches Anwendungspotential in sich birgt.
de
dc.description.abstract
In this work optical second harmonic generation (SHG) on surfaces of
centrosymmetric materials was used to observe static and dynamic properties of
ultra thin ferromagnetic films and to develop a nonlinear microscope.
The static magnetic properties of Co/Cu(001) and Ni/Cu(001) in dependence of
film thickness in the range of a few monolayers were observed by magnetization
induced SHG, for example the onset of ferromagnetism at a certain film
thickness or the reorientation of magnetization in case of Ni/Cu(001). For the
first time phase-sensitive SHG measurements on these systems in UHV by
applying a spectral interferometric method were performed.
By pump-probe SHG experiments using ultrashort laser pulses it was also
possible to observe the magnetization dynamics of these thin film systems
after optical excitation on a subpicosecond time scale.In the limits of
experimental time-resolution the magnetization broke down instantaneously with
the arrival of the pump laser pulse. No delay between electron and spin
dynamics was observable.The degree of magnetization breakdown depends on the
applied laser pulse energy and on the current film thickness. By systematic
measurements of the magnetization breakdown for 8ML Ni/Cu(001) in dependence
on pump fluence and substrate temperature in comparison with the magnetization
curve measured at thermal equilibrium it was possible to conclude consistently
that magnetization dynamics is governed by electron temperature and that it
qualitatively follows the classical magnetization curve. In case of 7ML
Ni/Cu(001) it was possible to locally quench the magnetization for a time
interval of 2ps.Following the breakdown a restoration of magnetization by
thermal cooling takes place on a nanosecond time scale.
Further a commercial microscope was extended to a nonlinear scanning
lasermicroscope. This allows to image the nonlinear response of a surface with
µm-resolution. It is shown by a few examples that nonlinear microscopy
contains a considerable potential for applications.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
magnetization dynamics
dc.subject
nonlinear magnetooptics
dc.subject
SHG-microscopy
dc.subject
SHG-phase-measurements
dc.subject
time-resolved SHG-measurements
dc.subject
ferromagnetism
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::530 Physik::530 Physik
dc.title
Statische und dynamische Untersuchungen ultradünner Metallfilme mit optischer
Frequenzverdopplung und nichtlineare Mikroskopie
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Dr. h.c. Eckart Matthias
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Ludger Wöste
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Helmut Winter
dc.date.accepted
1999-10-20
dc.date.embargoEnd
2000-08-24
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000000247-1
dc.title.translated
Static and dynamic investigations of ultra thin metallic films by optical
second-harmonic generation and nonlinear microscopy
en
refubium.affiliation
Physik
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000000247
refubium.mycore.transfer
http://www.diss.fu-berlin.de/2000/48/
refubium.note.author
Die Arbeit ist unter der ISBN 3-89825-022-9 veröffentlicht.
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000000247
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access