Lorentz-Mikroskopie an ferromagnetischen Nanostrukturen im Vortex-Regime

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Strukturierte Nanomagnete sind von großem Interesse, da sie das Potenzial für Anwendungen als Speichermedium mit hoher Speicherdichte besitzen. Ein tiefes Verständnis des Magnetismus von Nanostrukturen ist entscheidend für Fortschritte in diesem Bereich, insbesondere das Ummagnetisierungsverhalten der Elemente, um wichtige Anforderungen zu erfüllen. In diesem Kontext wird seit Jahren an der Entwicklung von MRAM (Magnetic Random Access Memory) gearbeitet. Ein zentraler Aspekt ist die Geometrie des MRAM-Elements, wobei die Struktur der Kreisscheibe in den Fokus gerückt ist, da sie bei bestimmten Dimensionen eine magnetische Vortexstruktur bildet. Diese Konfiguration verursacht geringe Streufelder, was zu hoher magnetischer Stabilität und minimaler Beeinflussung benachbarter Elemente führt. In dieser Arbeit werden zwei Konzepte vorgestellt, um die in-plane-Magnetisierungskomponente eines Vortex zur Informationsspeicherung zugänglich zu machen: die Struktur einer Kreisscheibe mit zwei Punktdefekten und die Struktur zweier überlappender Kreisscheiben. Als Material wurde weichmagnetisches Permalloy gewählt, und die experimentelle Untersuchung erfolgte mittels Lorentz-Transmissionselektronenmikroskopie. Diese Technik ermöglicht die Abbildung der Magnetisierung in Mikro- und Nanostrukturen. Dabei kamen Fresneltechnik und Elektronenholografie zum Einsatz, wobei Letztere eine höhere Auflösung bietet und quantitative Messungen kleinster