Diese Dissertation behandelt drei Themen aus dem Gebiet des Magnetotransports in dünnen ferromagnetischen Co/Pt-Schichtsystemen. Zum einen wird eine neue Messmethode vorgestellt, die in Systemen mit gekippter Magnetisierung eine exakte Bestimmung des Kippwinkels anhand von Magnetowiderstandsmessungen ermöglicht. Dafür wird der jüngst entdeckte Anisotrope Grenzflächen-Magnetowiderstands-Effekt (AIMR)ausgenutzt. Während das Feld in der Ebene senkrecht zum Strompfad der Probe rotiert wird, erfolgt für jede Winkeleinstellung die Bestimmung der Widerstandsdifferenz für zwei unterschiedliche Feldwerte. Die Nullstellen dieser Kurven zeigen die Richtung der leichten Magnetisierbarkeit und somit des Kippwinkels. Diese Methode benötigt nur relativ geringe Feldstärken im mT-Bereich. Die Feldstärke muss lediglich ausreichend hoch sein, um im Bereich der leichten Magnetisierungsrichtung einen Domänenzerfall zu vermeiden.
Weiterhin wird ein bisher nicht in der Literatur bekannter Magnetowiderstandseffekt beschrieben. In feldabhängigen Widerstandsmessungen von Co/Pt-Drähten wurde festgestellt, dass der Längswiderstand bei transversaler Ausrichtung vom Strompfad zur Feldrichtung innerhalb der Filmebene, im Gegensatz zur longitudinalen Orientierung, oberhalb der technischen Sättigung eine nichtlineare Widerstandsabnahme erfährt. Es wird gezeigt, dass innerhalb der Filmebene keine magnetische Anisotropie vorliegt und es sich somit um einen magnetoresistiven Effekt handeln muss, der als Anisotroper Hochfeld Magnetowiderstand (AHMR) bezeichnet wird. Die Größenordnung des AHMR beträgt ΔRAHMR≈R0 ≈ 1 · 10-4 und liegt damit ungefähr zwei Größenordnungen unterhalb des Anisotropen Magnetowiderstands-Effektes. Mit zunehmender Co-Schichtdicke nimmt der Effekt mit 1/dCo ab, so dass die Schlussfolgerung gezogen werden kann, dass es sich um einen Grenzflächeneffekt handelt.
Ein weiterer Fokus dieser Arbeit richtet sich auf die Untersuchung des Domänenwandwiderstands (DWMR) von Co/Pt-Drähten. Zur optischen Kontrolle wird simultan zur Widerstandsmessung der magnetische Domänenzustand abgebildet. Für die Untersuchung von Co/Pt-Nanodrähten wird als Abbildungstechnik die Röntgenholografie genutzt. Die prinzipielle Machbarkeit zur Bestimmung des DWMR in Co/Pt-Nanodrähten wird beschrieben und aufgezeigt, welche experimentellen Voraussetzungen dafür in Zukunft notwendig sind. Weitere Untersuchungen zum DWMR werden an Co/Pt-Mikrodrähten durchgeführt. Als magnetische Abbildungstechnik wird dafür die Kerr-Mikroskopie verwendet. Durch Anlegen eines konstanten Gegenfeldes in einem eindomänigen Draht kann durch Domänenwandpropagationsprozesse ein Zustand mit zwei Domänenwänden erzeugt werden. Auf diese Weise können extrinsische Beiträge des Anomalen Hall-Effektes vermieden werden. Damit ist eine experimentelle Bestimmung des DWMR möglich. Für die Quantifizierung des spezifischen DWMR wurde außerdem berücksichtigt, dass innerhalb einer Domänenwand der AIMR eine extrinsische Widerstandsabsenkung hervorruft. Diese beträgt ca. 16% von ΔρDWMR. Bezogen auf den spezifischen Widerstand der Co-Schicht führt die Domänenwand in einer (Co0,7/Pt2)2-Doppellage zu einem positiven DWMR von ΔρDWMR/ρ0 ≈ (0,8 ± 0,2)%.
This thesis deals with three topics in the field of research concerning magnetotransport of thin ferromagnetic Co/Pt-film systems. First, a new method for the accurate determination of the canting angle of magnetization utilizing magnetotransport measurements is presented. For this, the recently discovered anisotropic interface magnetoresistance (AIMR) is used. While stepwise changing the field orientation in the plane perpendicular to the current direction, for every angular con guration, the difference resistance for two different field values is measured. The zero-crossings in those curves reveal the direction of easy magnetizability and thus the canting angle. This method requires only relatively low field strengths in the mT range. The only prerequisite on the field strength is that a domain decay must be avoided for the easy direction of magnetization.
Furthermore, a magentoresistance effect that is not discussed in the literature up to now is described. In field depended resistance measurements of Co/Pt-wires with a transverse field orientation to the current direction in the film plane, the resistance shows a nonlinear characteristics above technical saturation in contrast to the longitudinal geometry. It is demonstrated, that this behaviour origins from a magnetoresistive effect, since there is no magnetic anisotropy in the film plane. Thus the effect is called anisotropic high field magnetoresistance (AHMR). The range of the AHMR is about ΔRAHMR≈R0 ≈ 1 · 10-4 and therefore approximately two magnitudes lower than the anisotropic magnetoresistance effect. The effect decreases with 1/dCo, which reveals that the AHMR is an interface effect.
Another focus of this thesis is the investigation of the domain wall magnetoresistance (DWMR) in Co/Pt-wires. Additionally to the resistance measurements, the domain state is monitored. For the investigation of Co/Pt-nanowires X-ray holography is used for imaging. It is shown, that in such nanowires the measurement of the DWMR is principally possible and the requirements for future investigations are discussed. An alternative approach for the invesitagion of the DWMR is obtained by using Co/Pt-microwires whereas the domain state is imaged via Kerr-microscopy. By applying magnetic field, it is possible to create a state with two domain walls from a single domain state. By this, extrinsic contributions from the anomalous Hall effect can be avoided and thus the DWMR can be determined. For the quantification of the intrinsic DWMR the extrinsic resistance decreases inside the domain wall due to the AIMR was also considered, which is 16% of ΔρDWMR. With respect to the resistance of the Co-layer, the domain wall leads to a positive DWMR of ΔρDWMR/ρ0 ≈ (0,8 ± 0,2)% for a (Co0.7/Pt2)2 layered system.