Interlagenkopplung und Grenzflächeneigenschaften von FM/HL/FM-Schichtsystemen

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Die Eigenschaften von Ferromagnet/Halbleiter-Grenzflächen sind für die Funktionalität von Bauelementen, die aus Ferromagnet- und Halbleiterschichten aufgebaut sind, von zentraler Bedeutung. Zielsetzung des Projektes ist es, durch entsprechende theoretische Untersuchungen zum System Fe/GaAs zur Charakterisierung und zum Verständnis der Eigenschaften von Ferromagnet/ Halbleiter-Grenzschichten beizutragen.Im Hinblick auf anwendungsrelevante Eigenschaften interessiert zunächst vor allem das Magnetisierungsprofil im Bereich der Grenzschicht. Dies beinhaltet zum einen die Frage nach den Bedingungen, die zum Auftreten sogenannter 'magnetisch toter' Lagen in der ferromagnetischen Schicht führen. Dementsprechend wird hierbei der Einfluß von Terminierung, Grenzflächenstruktur, Gitterverzerrung, Interdiffusion und Fehlstellen untersucht werden. Ein für die spinabhängigen Transporteigenschaften wichtiger Aspekt wird dabei das Auftreten von nicht-kollinearen Spinstrukturen im Grenzflächenbereich sein. Dies gilt gleichermaßen für die in der Halbleiterschicht induzierte Magnetisierung. Eine weitere wichtige Eigenschaft für konkrete Anwendungen ist die magneto-kristalline Anisotropie. Entsprechende Bandstrukturrechnungen unter Einschluß der Spin-Bahn-Kopplung werden mittels der Superzellentechnik vorgenommen werden.Neben der Untersuchung anwendungsrelevanter Fragen sollen zudem Eigenschaften untersucht werden, die eine weitgehende Charakterisierung der Ferromagnet/Halbleiter-Grenzfläche erlauben. Um entsprechende experimentelle Arbeiten innerhalb der Forschergruppe zu begleiten, sind vor allem Berechnungen von Hyperfeinfeldern sowie Untersuchungen zum magnetischen Dichroismus in der Röntgenabsorption vorgesehen.