A Scanning Tunneling Microscope for Point Contact Investigations of Magnetodynamics in FeMn/FeNi Bilayers

Abstract

This thesis presents the development of a scanning tunneling microscope purpose built for point contact investigations of magnetodynamics. The contributed changes include new measurement electronics, with 40-60% improvement in noise characteristics over previous versions, as well as major changes to the microscope’s control software, increasing stability and functionality. The microscope is demonstrated with repeated measurements of giant magnetoresistance in a FeMn/FeNi/Cu/FeNi spin valve. These measurements are shown to induce a training effect of the exchange bias in the top FeMn/FeNi bilayer, and a logarithmic time dependence of the recovery of the exchange field is uncovered, resulting in a recovery time in the order of 50 s. Both effects are shown to be in agreement with past experimental results.

Denne avhandlingen presenterer utviklingen av et tunnelmikroskop bygd med det formål å gjøre punktkontaktbaserte undersøkelser av magnetodynamikk. De bidratte endringene inkluderer ny måleelektronikk, med 40-60% forbedring i støykarakteristikk sammenlignet med tidligere versjoner, sammen med større endringer i mikroskopets programvare som bidrar til å øke mikroskopets stabilitet og funksjonalitet. Mikroskopet demonstreres ved gjentatte målinger av gigantisk magnetresistans i en FeMn/FeNi/Cu/FeNi-spinnventil. Disse vises å indusere en treningseffekt i utvekslingsfeltet til det øverste FeMn/FeNi-bilaget. Videre avdekkes en logaritmisk tidsavhengigheten i rekonvalesenseffekten til utvekslingsfeltet, som resulterer i en rekonvalesenstid på ca. 50 s. De oppnådde resultatene vises å være i overensstemmelse med tidligere eksperimentelle resultater.