Spinabhängiger Transport in epitaktischen Fe-Leiterbahnen auf GaAs(110)

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In der vorliegenden Arbeit wird der spinabhängige Transport in epitaktischen Fe-Leiterbahnen und in senkrecht zur Schichtebene magnetisierten Multilagen-Leiterbahnen untersucht. Im Vordergrund stehen Untersuchungen zur schwachen Lokalisierung, dem Domänenwandwiderstand und der strominduzierten Domänenwandbewegung. Epitaktische Fe-Leiterbahnen werden ausgehend von epitaktischen Schichten mittels Elektronenstrahllithografie hergestellt. Durch die intrinsischen magnetischen Anisotropien besteht im Gegensatz zu polykristallinen Leiterbahnen die Möglichkeit, transversal magnetisierte Leiterbahnen herzustellen. Die Magnetkraftmikroskopie wird eingesetzt, um den magnetischen Zustand einzelner Leiterbahnen abzubilden. Das Ummagnetisierungsverhalten dieser Leiterbahnen wird ausführlich mit Hilfe von Magnetowiderstandsmessungen, die durch den Anisotropen Magnetowiderstand (AMR) bestimmt und mit mikromagnetischen Rechnungen erklärt werden, charakterisiert. Erstmals werden Quantentransportphänomenene an epitaktischen Fe-Leiterbahnen bei Temperaturen bis herab zu 20 mK untersucht. Diese Messungen zeigen unabhängig von der Leiterbahnbreite und -orientierung keine Beiträge von schwacher Lokalisierung. Die Ergebnisse können quantitativ durch die erhöhte Elektron-Elektron Wechselwirkung erklärt werden. Bei Verringerung der Leiterbahnbreite wird außerdem der Beginn des Übergangs von zweidimensionalem zu eindimensionalem Verhalten in Übereinstimmung mit der Theorie gefunden. Zur Bestimmung des Domänenwandwiderstandes wird in verschiedenen Strukturen gezielt eine unterschiedliche Zahl von Domänenwänden eingebracht, wobei aufgrund des epitaktischen Probensystems verschiedene Domänenwandgeometrien untersucht werden. Hierzu wird zum einen eine auf dem Magnetkraftmikroskop basierte Methode verwendet, zum anderen der Einfluss der Formanisotropie auf die Koerzitivfelder von Leiterbahnen ausgenutzt. Nach Berücksichtigung von AMR-Beiträgen mit Hilfe mikromagnetischer Rechnungen wird ein Widerstandsanstieg von 0.2% innerhalb der Domänenwand bei Zimmertemperatur und von 0.4% bei 4.2 K gefunden. Diese Werte können mit einem theoretischen Modell spinabhängiger Streuung erklärt werden. Die strominduzierte Domänenwandbewegung, die als Grundlage nichtflüchtiger Speicherelemente vorgeschlagen wurde, wird nicht nur in epitaktischen Fe-Leiterbahnen, sondern zusätzlich in Multilagensystemen mit senkrechter Anisotropie untersucht. Mit Magnetkraft- und Kerr-Mikroskopie nachgewiesene Domänenwandbewegungen können mit dem Oersted-Feld und der Temperaturerhöhung aufgrund des Strompulses erklärt werden. Einflüsse des Spin-Torque-Effektes werden nicht beobachtet.
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Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
Fakultät für Physik
Dewey Dezimal-Klassifikation:
500 Naturwissenschaften und Mathematik » 530 Physik
Stichwörter:
Ferromagnetische Resonanz, Magnetotransport, Schwache Lokalisierung, Domänenwandwiderstand, Domänenwandbewegung
Beitragende:
Prof. Dr. Dumpich, Günter [Betreuer(in), Doktorvater]
Prof. Dr. Reiss, Günter [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Prof. Dr. Wende, Heiko [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
11.08.2009
Dokument erstellt am:
08.09.2009
Promotionsantrag am:
06.05.2009
Dateien geändert am:
08.09.2009
Medientyp:
Text