Magnetische Ordnung und Phasenübergänge in Metall-Halbleiter-Nanostrukturen

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In dem vorgeschlagenen Forschungsvorhaben sollen magnetische Momente und Anisotropien epitaktischer ferromagnetischer Nanostrukturen auf Halbleiter-Einkristalloberflächen untersucht werden. In niedrigdimensionalen Ferromagneten sind die magnetischen Momente und Anisotropien im allgemeinen auf Grund der veränderten Symmetrie verschieden von den Werten im dreidimensionalen Festkörper. Die Kenntnis solcher veränderter fundamentaler magnetischer Größen wird in dem Maße wichtiger, wie nanostrukturierte mangetische Schichten für vielfältige Anwendungen im Rahmen der sich entwickelnden Magnetoelektronik - z.B. in hochintegrierten Speichern (MRAMs) und Sensoren - an Bedeutung gewinnen, da entscheidende Prozesse wie der spin-polarisierte Elektronentransport aus einem Metall in den Halbleiter stark von den magnetischen Eigenschaften der Grenzflächen bestimmt werden. Die Stabilität des magnetischen Zustandes eines Nanomagneten wird von den magnetischen Anisotropien ebenso wie von erhöhten thermischen Fluktuationen beeinflußt. Das Ziel des vorliegenden Teilprojektes ist es, ferromagnetische Schichten aus 3d-Metallen epitaktisch auf Verbindungshalbleitern zu präparieren, mittels interferometrischer bzw. Elektronenstrahl-Lithographie und Ionenstrahlätzen bis in den Bereich unter 100 nm lateral zu strukturieren und die magnetischen Grundzustandsmomente, magnetischen Anisotropien und magnetischen Anregungen in Abhängigkeit von Material, Form und Größe der Strukturen zu bestimmen. Die experimentellen Daten sollen in enger Zusammenarbeit mit theoretischen Arbeiten in der beantragten Forschergruppe gedeutet werden.