Ferromagnetic Electrodes for Spin-Polarized Transport - Technology and Experiments

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Beschreibung

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit ist eine Technologie zur Sputterdeposition ferromagnetischer dünner Schichten aufgebaut worden. Nanostrukturierte ferromagnetische Elektroden, die in Experimenten zum spinpolarisierten Transport eingesetzt werden, wurden präpariert und hinsichtlich ihrer elektrischen und magnetischen Eigenschaften charakterisiert. Im ersten Kapitel werden die Grundlagen der Sputterdeposition und des Sputterätzens erklärt sowie das während dieser Arbeit aufgebaute System beschrieben. Die verwendeten Prozesse wurden mit Hilfe statistischer Methoden charakterisiert. Dabei ist der Einfluss der Argon-Ionenenergie und des Prozessdrucks sowohl auf die Depositions- und Ätzraten als auch auf die Rauhigkeiten der Schichten und Substrate systematisch untersucht worden. Erste Ergebnisse bezüglich der Sputterdeposition der ternären Heusler-Legierung Ni2MnIn werden gezeigt. Dabei wird zusätzlich die Abhängigkeit der Filmstöchiometrie von den Prozessparametern untersucht. Das zweite Kapitel behandelt die Charakterisierung gesputterter ferromagnetischer dünner Schichten und Nanostrukturen. Mit Magnetkraftmikroskopie in äußeren Magnetfeldern und dem magnetooptischen Kerr-Effekt wurden die Formanisotropie und die Kristallanisotropie gesputterter Permalloy (Ni80Fe20)-Elektroden und homogener Schichten untersucht. Der anisotrope Magnetowiderstand wurde an Nanodrähten aus Permalloy und Nickel mit Hilfe von Transportmessungen in äußeren Magnetfeldern untersucht.Das dritte Kapitel behandelt Ferromagnet/Supraleiter-Hybridsysteme. Theoretische Konzepte werden vorgestellt, und die Ergebnisse für elektronenstrahllithografisch definierte Kontakte werden diskutiert. Für Punktkontakte ist während dieser Arbeit ein neues Mess- und Auswertesystem entwickelt worden. Aus den damit gemessenen Transportdaten wurde die Spinpolarisation für verschiedene Materialien bestimmt.