Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-3981
Diese Ergebnisse werden auf Biegebalkenmethoden zur Bestimmung von
magnetoelastischen Spannungen in dünnen Schichten übertragen. Es wird gezeigt, welche
magnetoelastischen Konstanten in Domänen geordneter Überstrukturen auf der (100)-,
oder (111)-Oberfläche mit dieser Methode bestimmt werden können. Zudem wird der
Einfluss von Domänenwänden abgeschätzt.
Darüber hinaus werden Eigenformen und Eigenfrequenzen von einseitig eingespannten
Platten numerisch berechnet. Daraus ergeben sich genaue Einsichten zur Bedeutung der
elastischen Anisotropie.
Auf der Molybdän (110)-Oberfläche wird die durch Adsorption von Sauerstoff induzierte
Oberflächenspannung Δτ[OOl] und Δτ[110] entlang der Hauptkristallrichtungen bestimmt.
Es wird eine Spannungsanisotropie der p(2 x 2)-Rekonstruktion nachgewiesen.
Lithium erzeugt auf der Molybdän (110)-Oberfläche einen Anstieg der Oberflächenspannung
bis zu einer Bedeckung von Θ = 0,3 ML. Bei höheren Bedeckungen bis zu einer
Monolage fällt die induzierte Oberflächenspannung ab und erreicht bei einer Monolage
einen Wert kleiner -1,2N/m.
Es wird gezeigt, dass die induzierte Spannung von Kobalt auf der Kupfer (100)-Oberfläche
linear mit der Bedeckung ansteigt und eine Spannung von 2,4GPa erzeugt.
Durch Ionenbeschuss induzierte Spannungen wurden an der Kupfer (100)-Oberfläche
nachgewiesen. Die Edelgase Argon, Neon und Helium erzeugen in einem Energiebereich zwischen
800 - 2200 eV eine Druckspannung (Δτ(s) < 0) von einigen N/m. Die zeitliche Entwicklung
der beschussinduzierten Spannung wird durch ein einfaches Modell beschrieben.
These results are generalized to cantilever methods for determining magnetoelastic
constants. It is shown which magnetoelastic constants are measured in domains of thin
films with ordered structures.
The eigenshape and the eigenfrequency of plates constraint through a clamping at one
side are calculated. These results give a deeper understanding of the elastic anisotropy.
The induced surface stress of oxygen on the (110)-surface of molybdenum is measured
along the principle directions Δτ[OOl] and Δτ[110] .The anisotropy of the surface stress is
found for the p(2 x 2)-reconstruction.
Lithium induces a tensile surface stress on the Molybdenum (110)-surface up to a coverage
of Θ = 0,3 monolayer. For a higher coverage the induced stress drops and reaches a level
of less than -1,2N/m at one monolayer.
It is shown, that cobalt induces a linear increasing stress with respect to the coverage on
the (100)-surface of copper with a value of 2,4GPa.
The copper (100)-surface is bombarded with accelerated ions in the range between 800-
2200 eV. The resulting induced compressive stress (Δτ(s) < 0) of the order of several N /m
is observed as a function of time for Argon, Neon and Helium. The evolution of the induced
surface stress is described with a simple model.
Dahmen, Klaus
Induzierte Spannungen an Einkristalloberflächen
IV, 118 S., 2002
Änderungen der Oberflächenspannung Δτ(s) können anhand der Verbiegung dünner
Einkristallplatten studiert werden. Mit dieser sogenannten Biegebalkenmethode wird
aus einer Plattenverbiegung unter Verwendung der Elastizitätstheorie die
Oberflächenspannungsänderung Δτ(s) bestimmt. Für elastisch isotrope Substratmaterialien sind
die zugehörigen Gleichungen bekannt, die hier auf elastisch anisotrope Kristalle mit
mindestens einer C2υ-Symmetrie erweitert werden. Zudem werden in dieser Arbeit
Gleichgewichtsformen von Kristallplatten mit (100)-, (110)- oder (111)-Oberflächen
numerisch berechnet, die entlang einer Kante eingespannt sind und mit einer homogenen
aber reinen isotropen oder anisotropen Oberflächenspannung belastet sind. Durch die
Einspannung verursachte Störungen werden mit dem Korrekturfaktor beschrieben der
mit Dimensionalität bezeichnet wird. Mit den tabellierten Dimensionalitäten können die
Biegebalkenexperimente genau ausgewertet werden.
Changes of the surface stress Δτ(s) can be studied by observing the bending of thin
crystalline plates. With this cantilever method one can gain the induced change of
surface stress Δτ(s) from the bending of plates with the help of elasticity theory.
For elastic isotropic substrates the relevant relations are known. Here the relations
are generalized to elastic anisotropic krystals with a C2υ-Symmetry. The equilibrium
shapes of crystalline plates oriented along the (100)-, (110)-, or (lll)-direction which
are clamped along one edge are calculated with a numeric method under the load of
a homogeneous but pure isotropic or anisotropic surface stress. The results can be
displayed with the dimensionality, so that the effect of clamping can be described in a
systematic way. With these tabulated values one can evaluate cantilever experiments exactly.
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