Promotionsvortrag von Philipp Weinert

Die Spintronik bietet enormes Potenzial im Bereich der Datenspeicherung und -verarbeitung und zur Überwindung der immer weiter steigenden Anforderungen im Bereich der Elektronik. Um dieses Potenzial zu nutzen, werden geeignete Materialien benötigt. Diesbezüglich sind Graphen-Ferromagnet-Grenzschichten besonders vielversprechend. Wird Graphen mit einem Ferromagneten, wie Kobalt, kombiniert, ergibt sich ein System mit vielen vorteilhaften Eigenschaften, wie Dzyaloshinskii-Moriya Wechselwirkung (DMI). Diese ermöglichen die Bildung von stabilen, nützlichen SpinStrukturen. Solche Strukturen können ebenfalls in Kobalt hervorgerufen werden, wenn es mit einem schweren, nicht magnetischen Metall, wie Platin, in Verbindung steht. In dieser Arbeit wurde die magnetische Grenzschicht-Kopplung und Domänenstruktur von ultradünnen ferromagnetischen Kobaltschichten zwischen Graphen und Platinschichten auf einem Siliziumcarbidsubstrat (SiC) untersucht. Die (6v'3 x 6v'3) R30°Rekonstruktion von SiC diente als Vorstufe für Graphen. Sie wurde mit zwei Methoden präpariert, der Raumbegrenzten-Sublimation (CCS) und der Polymereunterstützen  Sublimation (PASG). Diese führten zu leicht verschiedenen Probeneigenschaften. Anschließend wurden die Metallschichten mittels Interkalation präpariert. Die magnetische Struktur des Systems wurde mittels Synchrotronstrahlung angeregter Photoemissions-Elektronenmikroskopie (X-PEEM) an der Kobalt-1-Kante  unter Nutzung des zirkularen magnetischen Röntgendichroismuses (XMCD) untersucht. Strukturelle Eigenschaften wurden mittels niederenergetischer Elektronenbeugung (LEED) und chemische mittels Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) analysiert. In-situ LEED-Messungen zeigten die kristalline Struktur jeder Schicht im System. Mittels XPS wurde quasi-freistehendes Graphen und die Abwesenheit von Kobaltsiliziden nachgewiesen. Die somit reine und homogene Kobaltschicht bildet eine hervorragende Grundlage für die Ausbildung von Spin-Strukturen. Die magnetische Struktur aller Proben zeigte eine Vielzahl von Spinwirbeln und -antiwirbeln. In der Spintronik können diese als Datenträger genutzt werden. Die generelle magnetische Struktur wurde stark von der verwendeten Präparationsmethode beeinflusst. Verschiedene Aspekte wurden entdeckt, die die Bildung von Spinwirbeln begünstigen oder erschweren.