Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 29: Spinabh
ängiger Transport

HL 29.4: Vortrag

Mittwoch, 13. März 2002, 16:15–16:30, H13

Gatespannungsgesteuerte Spininjektion in InAs-Heterostrukturen — •Marcus Steiner, Christian Pels, Guido Meier, Toru Matsuyama, Christian Heyn und Ulrich Merkt — Institut für Angewandte Physik und Zentrum für Mikrostrukturforschung, Jungiusstraße 11, 20355 Hamburg

Die kontrollierte und steuerbare Injektion spinpolarisierter Elektronen aus metallischen Elektroden in zweidimensionale Elektronengase (2DEGs) ist eine der wichtigen Fragestellungen der „Spintronics“. Als Halbleiter setzen wir InAs-Heterostrukturen ein, die im Kontakt zu Metallen keine Schottkybarriere zeigen und eine starke gatespannungsabhängige Spin-Bahn-Kopplung aufweisen. Die Charakterisierung des Halbleiters erfolgt durch die Vermessung von Shubnikov-de Haas Oszillationen und Quanten Hall Plateaus. Hohe Beweglichkeiten von bis zu 200.000 cm²/Vs werden in unseren Proben erreicht, d.h. der Elektronentransport in mesoskopischen Bauelementen ist vollständig ballistisch. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für die Spintronic mit Halbleiter-Metall-Hybriden. Die mikrostrukturierten Elektroden werden aufgesputtert und bestehen aus Permalloy (Ni₈₀Fe₂₀). Die magnetischen Eigenschaften, wie z.B. die Domänenstruktur und die Umschaltfelder, wurden mit einem Magnetkraftmikroskop in externen Magnetfeldern von bis zu 100 mT vermessen. Über die Elektrodengeometrie ist die Formanisotropie und damit die Domänenkonfiguration einstellbar. Mit den bisher realisierten Elektrodenstrukturen sollen Spin-Valve-Transportexperimente bei tiefen Temperaturen durchgeführt und über eine Gatespannung der Elektronenspin manipuliert werden.