TMR- und TAMR-Effekt an (Ga,Mn)As und GaAs Tunnelstrukturen

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	22 September 2009
Referee:	Prof. Dr. Dieter Weiss
Date of exam:	30 July 2009
Institutions:	Physics > Institute of Experimental and Applied Physics > Chair Professor Weiss > Group Dieter Weiss
Keywords:	Tunnelmagnetowiderstand , Magnetismus , Magnetischer Halbleiter , GaMnAs , GaAs , TAMR , GaMnAs , GaAs , TAMR
Dewey Decimal Classification:	500 Science > 530 Physics
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	12336

Abstract (German)

In dieser Arbeit wurden GaAs beziehungsweise (Ga,Mn)As basierte Tunnelstrukturen hinsichtlich des Tunnelmagnetowiderstand (TMR) und anisotropen Tunnelmagnetowiderstand (TAMR) Effekts untersucht. Dabei wird das Hauptaugenmerk auf den relativ neu entdeckten TAMR-Effekt gelegt, welcher eine Abhängigkeit des Tunnelwiderstands von der Orientierung der Magnetisierungsrichtung beschreibt. Tunnelkontakte ...

Abstract (German)

In dieser Arbeit wurden GaAs beziehungsweise (Ga,Mn)As basierte Tunnelstrukturen hinsichtlich des Tunnelmagnetowiderstand (TMR) und anisotropen Tunnelmagnetowiderstand (TAMR) Effekts untersucht. Dabei wird das Hauptaugenmerk auf den relativ neu entdeckten TAMR-Effekt gelegt, welcher eine Abhängigkeit des Tunnelwiderstands von der Orientierung der Magnetisierungsrichtung beschreibt.
Tunnelkontakte wurden mit Hilfe von optischer Lithographie und nasschemischem Ätzen hergestellt. Innerhalb der Arbeit wird die Abhängigkeit des TAMR sowie des TMR von verschiedenen Parametern, wie dem Schichtsystem, Barrierendicke, angelegter Spannung, Temperatur und Magnetfeldstärke untersucht.
Messungen an verschiedenen (Ga,Mn)As-basierten Tunnelkontakten zeigen teilweise TMR-Effekte sowie vielfältige anisotrope Effekte, die weitestgehend im Einklang mit den bereits veröffentlichten Ergebnissen zu (Ga,Mn)As-Tunnelsystemen stehen. Es zeigte sich außerdem, dass Auftreten und Größe des TAMR-Effektes sehr großen Variationen unterworfen ist. Die beobachteten Abhängigkeiten des TAMR-Effekts wurden im Rahmen zweier bereits bestehenden Modelle für den TAMR-Effekt diskutiert und die Vermutung aufgestellt, dass die beobachteten TAMR-Effekte eine Überlagerung aus zwei unterschiedlichen TAMR-Anteilen darstellen, die zum einen aus der starken Spin-Bahn-Kopplung des (Ga,Mn)As resultieren und zum anderen aus der Rashba- und Dresselhaus Spin-Bahn-Wechselwirkung in der Barriere.

Translation of the abstract (English)

This thesis is concerned with the experimental investigation of the tunnel magnetoresistance (TMR) and tunnel anistropic magnetoresistance (TAMR) in GaAs and (Ga,Mn)As tunnel junction. A special emphasis was put on the study of the newly discovered TAMR effect, which consists in the variation of the TMR with the magnetization�s angle. The tunnel junctions were fabricated by means of optical ...

Translation of the abstract (English)

This thesis is concerned with the experimental investigation of the tunnel magnetoresistance (TMR) and tunnel anistropic magnetoresistance (TAMR) in GaAs and (Ga,Mn)As tunnel junction. A special emphasis was put on the study of the newly discovered TAMR effect, which consists in the variation of the TMR with the magnetization�s angle.
The tunnel junctions were fabricated by means of optical lithography and wet chemical etching.
The dependence of the TAMR effect on the layer system, the barrier thickness, the bias voltage, the temperature and the applied magnetic field magnitude was subsequently examined. The conducted measurements on (Ga,Mn)As junctions showed a TMR effect as well as various anisotropic effects which are in good agreement with the experimental reports published so far. The observed dependences of the TAMR effect on the aforementioned parameters were discussed within the framework of two distinct preexisting theoretical models and the experimental data could be explained by the superimposition of two effects stemming in one case from the spin orbit coupling in the (Ga,Mn)As layer and in the other from the concurrent action of the Rashba and Dresselhaus spin orbit interaction within the barrier.

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