Magnetic anisotropies of (Ga,Mn)As films and nanostructures

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Date:	8 April 2011
Referee:	Prof. Dr. Christian H. Back and Prof. Dr. Dieter Weiss
Date of exam:	2 February 2011
Institutions:	Physics > Institute of Experimental and Applied Physics > Chair Professor Back > Group Christian Back
Projects:	SFB 689: Spinphänomene in reduzierten Dimensionen (Dissertationen und Forschungsdaten)
Interdisciplinary Subject Network:	Not selected
Keywords:	Magnetic anisotropy, magnetic semiconductors, ferromagnetic resonance, magnetic properties of nanostructures, GaMnAs
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:	19999

Abstract (English)

In this work the magnetic anisotropies of the diluted magnetic semiconductor (Ga,Mn)As were investigated experimentally. (Ga,Mn)As films show a superposition of various magnetic anisotropies which depend sensitively on various parameters such as temperature, carrier concentration or lattice strain. However, the anisotropies of lithographically prepared (Ga,Mn)As elements differ significantly from ...

Abstract (English)

In this work the magnetic anisotropies of the diluted magnetic semiconductor (Ga,Mn)As were investigated experimentally. (Ga,Mn)As films show a superposition of various magnetic anisotropies which depend sensitively on various parameters such as temperature, carrier concentration or lattice strain. However, the anisotropies of lithographically prepared (Ga,Mn)As elements differ significantly from an unpatterned (Ga,Mn)As film. In stripe-shaped structures this behaviour is caused by anisotropic relaxation of the compressive lattice strain.
In order to determine the magnetic anisotropies of individual (Ga,Mn)As nanostructures a combination of ferromagnetic resonance and time-resolved scanning Kerr microscopy was employed in this thesis. In addition, local changes of the magnetic anisotropy in circular and rectangular structures were visualized by making use of spatially resolved measurements.
Finally, also the influence of the laterally inhomogeneous magnetic anisotropies on the static magnetic properties, such as coercive fields, was investigated employing spatially resolved static MOKE measurements on individual (Ga,Mn)As elements.

Translation of the abstract (German)

In dieser Arbeit wurden die magnetischen Anisotropien des verdünnten ferromagnetischen Halbleiters (Ga,Mn)As experimentell untersucht. So zeigen (Ga,Mn)As Filme eine Überlagerung verschiedener magnetischer Anisotropien, die empfindlich von einer Vielzahl von Parametern wie etwa der Temperatur, der Ladungsträgerkonzentration oder der Gitterverspannung abhängen. Die magnetischen Anisotropien von ...

Translation of the abstract (German)

In dieser Arbeit wurden die magnetischen Anisotropien des verdünnten ferromagnetischen Halbleiters (Ga,Mn)As experimentell untersucht. So zeigen (Ga,Mn)As Filme eine Überlagerung verschiedener magnetischer Anisotropien, die empfindlich von einer Vielzahl von Parametern wie etwa der Temperatur, der Ladungsträgerkonzentration oder der Gitterverspannung abhängen. Die magnetischen Anisotropien von lithografisch hergestellten (Ga,Mn)As Elementen unterscheiden sich jedoch signifikant von einem unstrukturierten Film. In streifenförmigen Strukturen wird dieses Verhalten durch eine anisotrope Relaxation der kompressiven Gitterverspannung hervorgerufen.
Um die magnetischen Anisotropien einzelner (Ga,Mn)As Nanostrukturen quantitativ zu bestimmen, wurde in dieser Arbeit eine Kombination aus ferromagnetischer Resonanz und zeitaufgelöster Raster-Kerrmikroskopie eingesetzt. Des Weiteren wurden mit Hilfe von ortsaufgelösten Messungen die lokalen Änderungen der magnetischen Anisotropie in kreisförmigen und rechteckigen Strukturen sichtbar gemacht.
Schließlich wurde auch der Einfluss der lateral inhomogenen Anisotropien auf die statischen magnetischen Eigenschaften, wie die Koerzitivfelder, mittels ortsaufgelöster statischer MOKE Messungen an einzelnen (Ga,Mn)As Elementen untersucht.

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