@phdthesis{Gold2005,
  author    = {Gold, Stefan},
  title     = {Winkel- und Temperaturabh{\"a}ngigkeit der magnetokristallinen Anisotropieenergie und der mikroskopischen magnetischen Momente des ferromagnetischen Halbmetalls CrO2},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-20141},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Im Rahmen dieser Arbeit wurden die magnetischen Eigenschaften des Halbmetalls CrO2 untersucht. CrO2 hat in den letzten Jahren erneut ein sehr starkes Interesse erfahren. Der Grund hierf{\"u}r liegt darin, dass dieses Material, aufgrund seiner theoretisch vorhergesagten und inzwischen nachgewiesenen Spinpolarisation von nahezu 100 \% an der Fermikante und seiner metastabilen Eigenschaften, ein stark diskutierter Kandidat f{\"u}r Spintronic-Anwendungen wie den Quantencomputer ist. Die M{\"o}glichkeit der Spininjektion ist f{\"u}r CrO2 gegeben und in der Zwischenzeit auch erfolgreich umgesetzt worden. Die Untersuchungen zielten auf eine Erkl{\"a}rung f{\"u}r die intrinsischen Eigenschaften wie magnetokristalline Anisotropie, magnetischer Dipolterm und dem eigentlich gequenchten Bahnmoment. Die Untersuchungen fanden an den Cr L2,3 und an der O K Kante statt. Insbesondere f{\"u}r die Auswertung an den Cr L2,3-Kanten war es notwendig, mit einer neuartigen Auswertemethodik s{\"a}mtliche aufgenommenen Daten zu analysieren, da eine herk{\"o}mmliche Summenregelauswertung leider nicht durchgef{\"u}hrt werden konnte. Der Grund hierf{\"u}r lag in der zu geringen L2,3-Aufspaltung des leichten 3d-{\"U}bergangmetalls Cr. Mit Hilfe der so genannten Momentenanalyse war es nun m{\"o}glich, die {\"u}berlappenden Strukturen voneinander zu separieren, und dar{\"u}ber hinaus auch verschiedene Anteile der Bandstruktur verschiedenen spektralen Beitr{\"a}gen zuzuordnen. Die Ergebnisse an CrO2 zeigten eine sehr starke Abh{\"a}ngigkeit des magnetischen Bahnmomentes, der Summe von Spin und magnetischem Dipolterm sowie der magnetokristallinen Anisotropieenergie vom Winkel zwischen den rutilen a- und c-Achsen. Noch mehr als das Gesamtbahnmoment zeigen zwei, mit Hilfe der Momentenanalyse separierbare, spektrale Beitr{\"a}ge starke {\"A}nderungen der einzelnen Bahnmomente. Dieses unerwartete und ausgepr{\"a}gte Verhalten konnte mittels eines Vergleichs mit den Sauerstoff K-Kanten XMCD-Daten best{\"a}tigt werden, was auf eine sehr starke Hybridisierung der beiden Zust{\"a}nde schließen l{\"a}sst. Die Trennung der stark anisotropen Summe von Spin-Moment und TZ-Term {\"u}ber die Summenregel f{\"u}r den magnetischen Dipolterm liefert eine Gr{\"o}ßenordnung des TZ-Terms, wie er bis zu diesem Zeitpunkt nicht vorgefunden wurde. Ein Vergleich der magnetokristallinen Anisotropieenergie, gewonnen durch die Messung von elementspezifischen Hysteresekurven mit Hilfe des XMCD-Effektes, mit dem Brunomodell, das eine magnetisch leichte Richtung f{\"u}r die Achse mit dem gr{\"o}ßten Bahnmoment vorhersagt, kommt zu keinem positiven Ergebnis. Erst die von G. van der Laan aufgezeigte Erweiterung, in der auch der TZ-Term mit aufgenommen ist, liefert f{\"u}r das System CrO2 ein quantitativ {\"u}bereinstimmendes Ergebnis der MAE mit den gemessenen experimentellen Momenten. Erw{\"a}hnenswert in diesem Zusammenhang ist die Tatsache, dass das Bahnmoment und der magnetische Dipolterm unterschiedliche leichte Richtungen bevorzugen und beide Anteile fast gleich groß sind, wobei der magnetische Dipolterm die {\"U}berhand hat. In einem zweiten Teil der Arbeit wurde nun auch eine Temperaturabh{\"a}ngigkeit untersucht. Ziel war es, Aussagen {\"u}ber die Entstehung von Bahnmomenten, Dipolterm und MAE in Abh{\"a}ngigkeit des vorliegenden Spinmomentes zu gewinnen und diese mit vorhandenen theoretischen Modellen zu vergleichen. Das gemessene Spinmoment wurde mit SQUID-Daten verglichen und zeigte eine qualitative {\"U}bereinstimmung. Die extrahierten Bahnmomente zeigten wie der magnetische Dipolterm ein identisches Temperaturverhalten wie das Spinmoment. Dies ist ein Beweis, dass beide Momente in einem solchen System nur durch eine Kopplung mit dem Spinmoment entstehen und durch dieses verursacht sind. Im Weiteren konnte auch eine quadratische Abh{\"a}ngigkeit der MAE vom Spinmoment nachgewiesen werden. Dieses von G. van der Laan und in Vorarbeiten von P. Bruno vorhergesagte Verhalten konnte erstmalig in dieser Arbeit verifiziert werden. Zusammenfassend l{\"a}sst sich sagen, dass in dieser Arbeit das ungew{\"o}hnliche magnetische Verhalten, insbesondere die Winkelabh{\"a}ngigkeit der magnetischen Momente, durch die Kombination von XAS- und XMCD-Spektroskopie, mit der Verwendung der Momentenanalyse sowie der Untersuchung durch elementspezifische Hystereskurven, ein geschlossenes Bild des Probensystems CrO2 aufgezeigt werden konnte. Das Gesamtbild, das sich ergeben hat, zeigt ganz deutlich auf, dass eine Bandstrukturbeschreibung das gefundene Verhalten erkl{\"a}ren kann. Die allgemein vorherrschende, und sicherlich im ersten Moment deutlich intuitivere Vorstellung, dass man im Falle von CrO2 eine Art ionische Bindung h{\"a}tte, mit einer d2-Konfiguration und erwarteten 2 µB magnetischem Moment am Cr-Platz kann insbesondere die Temperaturabh{\"a}ngigkeit der Anisotropieenergie nicht erkl{\"a}ren. Auch in diesem Zusammenhang liefert das Bandmodell eine sehr gute Beschreibung.},
  subject      = {Chromoxid <Chrom(IV)-oxid>},
  language  = {de}
}