Die AG Wende bedient sich als zentrale Messmethoden der elementspezifischen Röntgenabsorptions- und Mössbauer-Spektroskopie an Dünnschicht- und Nanopartikelproben. Daneben untersuchen und charakterisieren wir unsere Proben mit VSM und SQUID-Magnetometrie, Röntgenbeugung, Elektronenbeugung, Photo- und Auger-Elektronenspektroskopie.

XAS, XMCD, XLD, NEXASF, EXAFS Röntgenabsorptionsspektroskopie

Die Absorption von Röntgenstrahlen im Bereich der Elektronenbindungsenergie liefert elementspezifische Messmethoden, die geeignet sind um sowohl die geometrische und elektronische Struktur sowie magnetische Eigenschaften zu untersuchen. Aufgrund der Elementspezifität ist es möglich, die Beiträge der verschiedenen Elemente, wie sie in modernen magnetischen Materialien und Heterostrukturen enthalten sind, von den Eigenschaften der gesamten Probe zu unterscheiden. Im Energiebereich nahe der Absorptionskanten liefern Röntgenabsorptionsspektren die Nahkantenfeinstruktur (engl.: near edge X-ray absorption fine structure – NEXAFS) und den magnetischen Röntgenzirkulardichroismus (engl.: X-ray magnetic circular dichroism – XMCD). Im ausgedehnten Energiebereich oberhalb der Absorptionskanten können EXAFS (engl.: extended X-ray absorption fine structure) und magnetisches EXAFS (engl.: magnetic EXAFS – MEXAFS) beobachtet und analysiert werden.

Zusätzlich verwenden wir auch auf Streuung basierende Methoden, wie z.B. nuclear resonant inelastic X-ray scattering (NRIXS) um Gitterschwingungen/Phononen von z.B. magnetokalorischen Materialien zu untersuchen.

MS Mössbauerspektroskopie

Diese Methode beruht auf dem Mössbauer-Effekt der rückstoßenergiefreien Emission und Absorption von Kern-Gamma-Strahlung (Nobelpreis Physik 1961). Durch die Aufnahme von Absorptions- oder Emissionsspektren können diverse Hyperfeinwechselwirkungen untersucht werden, sodass Rückschlüsse auf z.B. die chemische Umgebung, den magnetischen Zustand und die Valenz der Fe-Atome gezogen werden können. Da es sich bei der Mössbauerspektroskopie um eine isotopenspezifische Messmethode handelt, können auch Sondenschichten des Mössbauerisotops (in unserer Gruppe ⁵⁷Fe sowie ¹¹⁹Sn) an bestimmten Stellen in Dünnschichtproben platziert werden, sodass magnetische Eigenschaften an bestimmten Positionen und ausgesuchten Phasengrenzen (interfaces) untersucht werden können.

AFM, XRD, XPS, LEED, RHEED, MEED, AES Probencharakterisierung

Als weitere Methoden zur Charakterisierung von Proben stehen Rasterkraftmikroskopie (engl.: atomic force microscopy – AFM), Röntgenbeugung (engl.: X-ray diffraction – XRD), Elektronenbeugung (LEED, RHEED, MEED), Photoelektronenspektroskopie (XPS) und Auger-Elektronen-Spektroskopie (AES) zur Verfügung.

SQUID, VSM Magnetometrie

Neben elementspezifischen Messmethoden kommt klassische Magnetometrie zum Einsatz, um die makroskopischen magnetischen Eigenschaften von Proben bei hohen angelegten Magnetfeldern (bis 9 T) über einen großen Temperaturbereich (1.8-1000 K) zu untersuchen. Hierzu steht ein hochempfindliches SQUID Magnetometer für DC und AC Messungen, sowie ein gemeinsam mit anderen Gruppen betriebenes VSM zur Verfügung. Insbesondere durch die AC-Suszeptometrie am SQUID ist es auch möglich, Messungen der dynamischen Eigenschaften von z.B. Ferrofluiden durchzuführen, während für die Messung des konversen Magnetoelektrischen Effekts eine selbstgebaute Option zur Verfügung steht.