Spinelektronik in Halbleitern

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Die Wirkungsweise herkömmlicher elektronischer Bauelemente beruht auf dem Transport elektrischer Ladung. Mittlerweile existieren aber auch schon Bauelemente, die den Spin der Elektronen ausnutzen, z.B. in Leseköpfen von Computerfestplatten. Diese basieren auf dem Riesenmagnetowiderstand ferromagnetischer Metalle und sind daher nicht kompatibel mit den heutigen Herstellungsprozessen von Halbleitern. Einen echten Durchbruch in der Magnetoelektronik wird es daher erst geben, wenn Spinelektronik in Halbleitern realisierbar ist. Wir untersuchen zwei grundlegende Voraussetzungen für Halbleiterspinelektronik: Spininjektion und Spintransport.Für die elektrische Injektion von spinpolarisierten Elektronen in Halbleitern haben wir eine neue Methode auf der Basis von verdünnt-magnetischen Halbleitern vorgeschlagen und die prinzipielle Funktion optisch nachgewiesen [M. Oestreich, et al. "Spin injection into semiconductors" Appl. Phys. Lett. 74, 1251 (1999)]. In diesem Projekt wollen wir darauf aufbauend die elektrische Injektion in einem Bauelement demonstrieren.Der Spintransport in Halbleitern in starken elektrischen Feldern und über lange Strecken wurde von uns zum ersten Mal nachgewiesen [D. Hägele, M. Oestreich, et al. "Spin transport in GaAs" Appl. Phys. Lett. 73, 1580 (1998)]. In diesem Projekt wollen wir eine genaue systematische Untersuchung zum Spintransport in Halbleitern durchführen.