Spinpolarisierter Transport und Spinfluktuationen in Ferromagnet-Halbleiter-Tunnelsystemen

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Das Hauptziel dieses Theorieprojekts besteht darin, Mechanismen zu untersuchen, die die Spinpolarisation im Ladungstransport durch Ferromagnet/Halbleiter/Ferromagnet-(FM/HL/FM)Strukturen beeinflussen. Dazu verwenden wir zwei korrespondierende, aufeinander abgestimmte methodische Zugänge. Wir werden einerseits im Rahmen des Landauer-Formalismus unter Verwendung von tightbinding-Modellen für FM/HL/FM-Geometrien Tunnelmagnetowiderstände berechnen und insbesondere den Einfluss von Unordnung und magnetischen Störstellen im Barrierebereich auf die Spinpolarisation studieren. Die Rechnungen sollen für Zwischenschichtdicken vom Tunnelregime (schmale Barriere) bis hin zum diffusiven Regime einer bulk-Halbleiterschicht durchgeführt werden und später auf Spintransport in nanostrukturierten Halbleitern ausgedehnt werden. Andererseits werden wir - in Erweiterung der Theorie des Tunnelns von Elektronen unter dem Einfluss einer fluktuierenden Umgebung - einen Zugang zum Spintunneln unter Einbeziehung der Kopplung an ein Bad magnetischer Anregungen (Spinwellen) entwickeln. Dieser phänomenologische Ansatz soll dann unter Berücksichtigung von Wechselwirkungseffekten in eine mikroskopische Theorie eingebettet werden. Die verschiedenen Zugänge zum spinpolarisierten Transport sollen zur Erklärung der Messungen von Tunnelmagnetowiderständen (Teilprojekt B6) beitragen.