Aspekte der Anwendung niederenergetischer Myonen in der Festkörperphysik am Beispiel nanokristalliner Nickelschichten

In dieser Arbeit werden Aspekte der Anwendung niederenergetischer Myonen in der Festkörperphysik vorgestellt. Während in der konventionellen Myonen-Spin-Relaxation (uSR) Myonen mit einer kinetischen Energie von mehreren MeV in die Probe implantiert werden, beträgt die kinetische Energie in einem Niederenergie-uSR-Experiment nur einige keV. Diese keV-Myonen haben eine wesentlich größere Flugzeit zwischen dem Startdetektor des Myonenspektrometers und der zu untersuchenden Probe. Dies bedingt unter anderem eine größere Unsicherheit in der Bestimmung des Implantationszeitpunktes sowie eine erhöhte Empfindlichkeit auf externe magnetische Felder in der Zeit vor der Implantation. Entsprechende Analyse- und Korrekturverfahren werden vorgestellt. Die Kenntnis der Eindringtiefe von keV-Myonen in dünne Filme und Vielfachschichten ist eine wichitge Grundvoraussetzung für die Vorbereitung, Durchführung und Analyse von myonenspektroskopischen Untersuchungen an solchen Systemen. Es werden Messungen zu Implantation niederenergetischer Myonen vorgestellt und mit Simulationsrechnungen verglichen. Als Anwendungsbeispiel der niederenergetischen uSR werden Streufelder eines dünnen Nickelfilms in einem Silbersubstrat untersucht. Werden Myonen unmittelbar hinter einer Nickelschicht in einem Silbersubstrat implantiert, besitzt das resultierende Feld am Myonenort eine Komponente, die von den ferromagnetischen Domänen des Nickels bestimmt wird. Anhand eines einfachen Modells können die Parameter der Myonenrelaxationsfunktionen in Zusammenhang mit der Temperaturabhängigkeit der Domänenmagnetisierung gebracht werden.