Lorentz-Transmissionselektronenmikroskopie und Differentielle Phasenkontrastmikroskopie an magnetischen Skyrmionen

Dokumentenart:	Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation)
Open Access Art:	Primärpublikation
Datum:	2 November 2017
Begutachter (Erstgutachter):	Prof. Dr. Josef Zweck
Tag der Prüfung:	25 Oktober 2017
Institutionen:	Physik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Entpflichtete oder im Ruhestand befindliche Professoren > Lehrstuhl Professor Back > Arbeitsgruppe Josef Zweck
Stichwörter / Keywords:	Transmission electron microscopy, Lorentz Transmission electron microscopy, Differential Phase Contrast, TEM, LTEM, DPC, Skyrmion, metastable skyrmion, Cu2OSeO3, Fe0.5Co0.5Si,
Dewey-Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Status:	Veröffentlicht
Begutachtet:	Ja, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstanden:	Ja
Dokumenten-ID:	36282

Zusammenfassung (Deutsch)

In dieser Arbeit wurden magnetische Skyrmionen mit einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) untersucht. Dabei wurde der Lorentz-TEM-Modus und die Differentielle Phasenkontrastmikroskopie verwendet um einige Aspekte für eine erfolgreiche technologische Umsetzung eines auf Skyrmionen basierenden Datenspeichers zu beleuchten. Es wurde versucht in der tetragonalen Heusler-Legierung Mn1.4PtSn ...

Zusammenfassung (Deutsch)

In dieser Arbeit wurden magnetische Skyrmionen mit einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) untersucht. Dabei wurde der Lorentz-TEM-Modus und die Differentielle Phasenkontrastmikroskopie verwendet um einige Aspekte für eine erfolgreiche technologische Umsetzung eines auf Skyrmionen basierenden Datenspeichers zu beleuchten.
Es wurde versucht in der tetragonalen Heusler-Legierung Mn1.4PtSn spontane Skyrmionen, d.h. Skyrmionen, die ohne externes Magnetfeld stabilisiert werden, nachzuweisen. Spontane Skyrmionen sind technologisch von Vorteil, da keine Magnetfelder in Speichermodulen erzeugt werden müssen.
Darüberhinaus wurde der Teilchencharkter von Skyrmionen in Cu2OSeO3 untersucht und die Skyrmionenzahlerhaltung bei Umordnungsprozessen kontrolliert. Die Teilcheneigenschaft ist essentiell, da in einem Skyrmionen-basierten Speicher die Langzeitstabilität von digitalen Informationen direkt in Zusammenhang mit der zeitlichen Stabilität von einzelnen Skyrmionen steht.
Zuletzt wurde nachgewiesen, in welchen Bereichen des Phasendiagramms Skyrmionen in Fe0.5Co0.5Si zu finden sind und wie metastabile Skyrmionen erzeugt werden können. Es wurde systematisch der Zerfall dieser metastabilen Skyrmionen untersucht und dadurch die Langzeitstabilität bestimmt. Mit diesen Erkenntnissen kann die zeitliche Stabilität der digitalen Informationen bei der Realisierung eines Daten-Speichers basierend auf metastabilen Skyrmionen abgeschätzt werden.

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

In this thesis magnetic skyrmions were studied in a Transmission electron microscope in Lorentz-TEM mode and with Differential Phase Contrast microscopy. Some aspects towards the successful realization of a skyrmion-based storage device were investigated. In the tetragonal Heusler-alloy Mn1.4PtSn indications for a spontaneous skyrmion phase were found. Spontaneous skyrmions exist without external ...

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

In this thesis magnetic skyrmions were studied in a Transmission electron microscope in Lorentz-TEM mode and with Differential Phase Contrast microscopy. Some aspects towards the successful realization of a skyrmion-based storage device were investigated.
In the tetragonal Heusler-alloy Mn1.4PtSn indications for a spontaneous skyrmion phase were found. Spontaneous skyrmions exist without external magnetic fields and are therefore potential candidates for the implementation in new skyrmion-based storage devices.
The solitonic character of skyrmions in Cu2OSeO3 was examined by studying the dynamics of defects in the skyrmion lattice. In this material skyrmions have a strong particle character and a high temporal stability, which is essential for skyrmion-based storage devices.
In a single crystal of Fe0.5Co0.5Si three different phase diagrams for different cooling histories could be recorded and exhibits where to find metastable skyrmions. The decay of metastable skyrmions was systematically investigated for different temperatures and external magnetic fields and the long-term stability estimated. These findings give important values for the stability of digital informations in a skyrmion-based storage device.

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