Transporteigenschaften von Ferromagnet/Halbleiter/Ferromagnet-Schichtsystemen

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Im Rahmen des vorgeschlagenen Theorieprojektes sollen die Transporteigenschaften von FM/HL/FM-Schichtsystemen am Beispiel des Systems Fe/GaAs/Fe untersucht werden (FM und HL stehen dabei für Ferromagnet bzw. Halbleiter).Um möglichst aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten, wird die zugrundeliegende elektronische Struktur mittels des KKR-Vielfachstreuverfahrens beschrieben, das einen direkten Zugang zur elektronischen Greenschen Funktion gibt. Da die Spin-Bahn-Kopplung in der Regel sehr starke Auswirkungen auf die Transporteigenschaften magnetischer Systeme besitzt, wird ein vollrelativistischer Formalismus verwendet, der auf der relativistischen Spindichtefunktionaltheorie (SDFT) aufbaut.Zur Behandlung der eigentlichen Transporteigenschaften wird der Kubo-Greenwood-Formalismus eingesetzt, der eine zwanglose Einführung des Konzeptes einer lagenaufgelösten Leitfähigkeit erlaubt. Dieses Konzept, das in jüngster Zeit sehr erfolgreich u.a. bei Untersuchungen zum Giant Magneto-Resistance (GMR) von FM/Metall/FM-Schichtsystemen eingesetzt wurde, soll hier erstmals zur Behandlung des Tunneling Magneto-Resistance (TMR) von FM/HL/FM-Schichtsystemen eingesetzt werden, wobei das System Fe/GaAS/Fe im Vordergrund stehen wird. Entsprechende Berechnungen sollen zunächst mit einer effektiven Berücksichtigung von Streuprozessen über ein komplexes Potential erfolgen. In einem weiteren Schritt wird eine realistischere Behandlung erfolgen. Unter anderem soll dabei eine möglicherweise vorliegende Legierungsbildung im Bereich der Grenzschicht mittels der Coherent Potential Approximation (CPA) Legierungstheorie erfolgen.Begleitend zu den Untersuchungen zu den Transporteigenschaften sind Berechnungen der Leitfähigkeit bei endlichen Frequenzen vorgesehen, um einen Zugang zu magneto-optischen Eigenschaften zu erhalten. Diese Arbeiten dienen der weiteren Charakterisierung der untersuchten Systeme und sollen vor allem entsprechende experimentelle Untersuchungen begleiten. Insbesondere soll die Interpretation von Kerr-Spektren unterstützt werden.