Spintransport in Graphen

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	16 January 2014
Referee:	Prof. Dr. Dieter Weiss
Date of exam:	18 December 2013
Institutions:	Physics > Institute of Experimental and Applied Physics > Chair Professor Weiss > Group Dieter Weiss
Keywords:	exfoliertes Graphen, epitaktisches Graphen, Spintronik, Spintransport, magnetische Momente, Spinrelaxation, Spinpräzession, Diffusionskonstente, Spinlebensdauer, nichtlokale Messung, exfoliated graphene, epitaxial graphene, spintronics, spin transport, magnetic moments, spin relaxation, spin precession, diffusion constant, spin lifetime, nonlocal measurement
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:	29322

Abstract (German)

Der Schwerpunkt der vorliegenden Dissertation war die die elektrische Injektion eines spinpolarisierten Stroms von einem ferromagnetischen Material in das zweidimensionale Material Graphen. Es wurde einerseits exfoliertes Graphen auf Siliziumdioxid und andererseits epitaktisches Graphen auf Siliziumkarbid näher untersucht. Die induzierte Spinakkumulation konnte dabei in einer sogenannten ...

Abstract (German)

Der Schwerpunkt der vorliegenden Dissertation war die die elektrische Injektion eines spinpolarisierten Stroms von einem ferromagnetischen Material in das zweidimensionale Material Graphen. Es wurde einerseits exfoliertes Graphen auf Siliziumdioxid und andererseits epitaktisches Graphen auf Siliziumkarbid näher untersucht. Die induzierte Spinakkumulation konnte dabei in einer sogenannten nichtlokalen Messanordnung detektiert werden. Durch Anlegen eines externen Magnetfeldes senkrecht zur Graphenebene konnten Spinpräzessionmessungen (Hanle-Effekt) durchgeführt werden. Aus diesen Messungen war man in der Lage die wichtigen Spintransportparameter wie die Spinrelaxationszeit und die Spindiffusionskonstante zu extrahieren. Eine scheinbar gefundene Diskrepanz zwischen der Spin- und Ladungsdiffusionskonstante speziell bei epitaktischen Graphen infolge eines durchgeführten Temperschritts konnte durch einen erhöhten effektiven g-Faktor auflöst werden, dessen Temperaturabhängigkeit konsistent mit einem Modell für (paramagnetische) magnetische Momente ist.

Translation of the abstract (English)

The focus of this dissertation was the electrical injection of a spin polarized current from a ferromagnetic material into the two-dimensional material graphene. In this work exfoliated graphene on silicon dioxide on the one hand and epitaxial graphene on silicon carbide on the other hand was analyzed in detail. The induced spin accumulation could be detected in a so-called nonlocal measurement ...

Translation of the abstract (English)

The focus of this dissertation was the electrical injection of a spin polarized current from a ferromagnetic material into the two-dimensional material graphene. In this work exfoliated graphene on silicon dioxide on the one hand and epitaxial graphene on silicon carbide on the other hand was analyzed in detail. The induced spin accumulation could be detected in a so-called nonlocal measurement configuration. By applying an external magnetic field perpendicular to the graphene plane, spin precession measurements (Hanle effect) could be performed. From these measurements one could extract the important spin transport parameter like the spin relaxation time and the spin diffusion constant. An apparent discrepancy between the spin diffusion constant and charge diffusion constant especially in epitaxial graphene due to an applied annealing step can be resolved by an enhanced effective g factor whose temperature dependence is consistent with a model for (paramagnetic) magnetic moments .

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