Untersuchungen von Linien in Domänenwänden von Orthoferriten

Blochlinien sind magnetische Nanostrukturen im Bereich einer Domänenwand, welche magnetische Bereiche mit unterschiedlicher Richtung der spontanen Magnetisierung trennt. Bis jetzt wurden Blochlinien im wesentlichen in Granaten untersucht. Es existiert aber auch eine andere Klasse magneto-optischer Werkstoffe, nämlich Orthoferrite. Diese weisen viele einzigartige Eigenschaften - beispielsweise die höchste Domänenwandgeschwindigkeit - unter den magnetischen Medien auf. Dies kann sinngemäß auch für die Blochlinien gelten, wodurch sich Orthoferrite besonders für die Untersuchung und auch für mögliche Anwendungen der Linien eignen. Jedoch blieb die Frage nach der Existenz von Blochlinien in diesen Werkstoffen für lange Zeit offen. Vor kurzern haben wir erste Bilder von Blochlinien in Orthoferriten publiziert. Im Rahmen dieses Projekts wollen wir ein besseres Verständnis der Natur dieser Linien erhalten, welche sich in Orthoferriten gänzlich von jener in Granaten unterscheidet. Es handelt sich hier um Linien, in denen die resultierende Magnetisierung durch Null geht. Derartige Strukturen wurden bis jetzt noch nicht untersucht. Wir planen folgendes: Überprüfung des gyrotropischen Charakters der Bewegung der Linien; Untersuchung über die zuverlässige Erzeugung und Visualisierung sowie deren Optimierung; Studiurn der Dynamik von Blochlinien und deren Verhältnis zur Dominenwand-Dynamik; Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Blochlinien. Diese Experimente werden an Orthoferritplättchen durchgeführt, die senkrecht zu einer optischen Achse aus dem Einkristall geschnitten sind. Dabei wird eine Dunkelfeld-Methode gemeinsam mit Hochgeschwindigkeits-Photographie angewendet. Ferner haben wir gefunden, daß die Domänenwand-Dynamik in Orthoferriten sogar im Bereich niedriger Geschwindigkeiten - wo man immer eine lineare Funktion der Domänenwand-Geschwindigkeit von der Feldstärke erachtet hatte - einen nichtlinearen Charakter aufweist. Dies ist auch im Bereich der Überschallgeschwindigkeit der Fall, wofür aber noch keine befriedigende Erklärung vorliegt. Wir glauben, daß diese Nichtlinearitäten im Infra- und Ultraschallbereich denselben Ursprung in Verbindung mit Blochlinien haben. Der Charakter der Blochlinienbewegung ist für die Grundlagenforschung, aber auch für zahlreiche Anwendungen wie magneto- optische Strom- oder Magnetfeld-Sensoren, Lichtmodulatoren, Informationsverarbeitung, etc. von großer Bedeutung. Deshalb wird in unseren Experimenten die Domänenwand-Dynamik im Hinblick auf den Einfluß der Blochlinien untersucht und die Messungen mit deren Beobachtung (einschließlich Erzeugung, Bewegung, Interaktion) kombiniert. Wegen zahlreicher Vorteile von Orthoferriten einschließlich der guten Sichtbarkeit von Linien und hohen Domänenwand-Geschwindigkeiten besteht die begründete Hoffnung, in naher Zukunft wichtige Erkenntnisse über die Eigenschaften und mögliche Anwendungen von Blochlinien zu erhalten.