Spinabhängiger RTM-induzierter Elektronentransport und Lichtemission in Ferromagnet/GaAs Heterostrukturen

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Das Projekt befasst sich mit dem spinabhängigen Transport von Elektronen in Heterostrukturen. Letztere setzen sich aus verschiedenen Festkörpermaterialien zusammen und weisen die Form von dünnen Schichten oder Clustern auf. Ein Kernziel ist das vertiefte Verständnis der spinabhängigen Eigenschaften der Elektronen in Metall/Halbleiter und Metall/Oxid/Halbleiter Systemen. Dies betrifft insbesondere Prozesse bei der Injektion und bei Übergangen zwischen den Grenzflächen. Als Quelle für Elektronen dient die Spitze eines Rastertunnelmikroskops. Der Nachweis der Spinpolarisation der durch die Heterostrukturen transmittierten Elektronen erfolgt anhand der Zirkularpolarisation des vom Halbleiter emittierten Lichts. Auf atomarer Ebene soll die Abhängigkeit der Spinpolarisation von der chemischen und strukturellen Zusammensetzung untersucht werden. Einen Schwerpunkt bildet die Beschaffenheit der Grenzflächen, die unter dem Gesichtspunkt der Optimierung des Grades der Spinpolarisation gezielt variiert werden soll. Die Rastertunnelmikroskopie spielt eine zentrale Rolle, da sich hiermit sowohl die strukturellen als auch die elektronischen Eigenschaften mit höchster Ortsauflösung bestimmen lassen. Präparation und Analyse erfolgen in situ. Im Vergleich zu den derzeit vorherrschenden ex situ Experimenten werden die Anzahl der Materialkomponenten und die räumlichen Abmessungen auf ein erforderliches Minimum reduziert. Als Materialien werden magnetische und nicht-magnetische Metalle (Fe, Ni bzw. Au), binäre Oxide (MgO, Ga2O3) und GaAs als nicht-magnetischer Halbleiter verwendet.