Magnetotransport in (Ga,In,Mn)As:MnAs paramagnetischen-ferromagnetischen Hybridstrukturen - Experiment und Theorie

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Magnetowiderstandseffekte (MW-Effekte), die relative Änderung des elektrischen Widerstandes in einem angelegten externen Magnetfeld, sind aktuell von Interesse aufgrund möglicher Anwendungen in der Spintronik und der Magnetoelektronik. Auf dem MW-Effekt basierende Bauelemente werden schon eingesetzt als Leseköpfe in magnetischen Datenspeichern, als Spinventile in MRAMs sowie als Magnetsensoren in der Automobilindustrie. Die meisten dieser Bauelemente basieren heutzutage auf dem sogenannten Riesigen Magnetowiderstandseffekt (engl. giant magnetoresistance effect (GMR)) in metallischen Systemen. Materialsysteme, die eine auf Halbleitern basierende Spinelektronik ermöglichen, sind noch nicht gefunden. Ein vielversprechendes System, welches sich zur Spinpolarisation eignen sollte, sind paramagnetische Hableiter-Ferromagnet granulare Hybridsysteme. Bisher sind die mikroskopischen Transportmechanismen in diesen Paramagnet-Ferromagnet granularen Hybriden noch völlig ungeklärt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, am Modellsystem (Ga,In,Mn)As/MnAs (bestehend aus einer paramagnetischen (Ga,In,Mn)As Hableitermatrix mit ferromagnetischen MnAs Clustern) den Magnetotransport im Detail experimentell und theoretisch zu untersuchen und die mikroskopischen Transportmechanismen zu analysieren. Insbesondere soll auch die Korrelation zwischen den elektrischen Eigenschaften des Hybrids und seinen magnetischen Eigenschaften auf mesoskopischen Skalen aufgeklärt werden. Ein Verständnis dieser Prozesse wird zur Optimierung von MW-Bauelementen und Spinbauelementen auf Halbleiterbasis beitragen.