SFB 689:  Spinphänomene in reduzierten Dimensionen

Der Schwerpunkt des Sonderforschungsbereichs liegt auf dem Gebiet der Spintronik, wo versucht wird, neben der Elementarladung der Ladungsträger auch deren magnetisches Moment, den Spin, als Informationsträger zu kontrollieren und zu nutzen. Um dies zu erreichen, ist eine effiziente Spininjektion, Spintransport und die Kontrolle, Manipulation und Detektion von Spinpolarisation oder von spinpolarisierten Strömen notwendig. Die zentrale, alle Projekte und Projektbereiche verbindende Fragestellung betrifft die Charakterisierung, Kontrolle und Manipulation des Spinfreiheitsgrades in Elektronensystemen mit reduzierter Dimension. Unter Systemen reduzierter Dimension verstehen wir hier Halbleiter-Heterostrukturen, die niederdimensionale Ladungsträgersysteme enthalten, Tunnelsysteme, dünne Schichten ferromagnetischer Halbleiter (zum Teil nanostrukturiert oder eingebettet in Halbleiter-Heterostrukturen), mesoskopische Systeme, Punktkontakte und molekulare Systeme (Kohlenstoff-Nanoröhren, Einzelmoleküle).Der Sonderforschungsbereich gliedert sich in die drei Teilbereiche A, B und C. Der Projektbereich A umfasst experimentelle und theoretische Untersuchungen zu Spinphänomenen im Ladungstransport durch Nanoröhren, Drähte und Moleküle. Im Projektbereich B stehen das ferromagnetische Halbleitermaterial GaMnAs und Heterostrukturen aus diesem Material im Mittelpunkt des Interesses. Projekte in diesem Bereich beschäftigen sich zum einen mit der Herstellung und der Charakterisierung der grundlegenden morphologischen, elektrischen und magnetischen Materialeigenschaften von GaMnAs, zum anderen mit der Anwendung solcher Schichten, um Spininjektion, Spinpolarisation, spinabhängiges Tunneln oder strominduziertes Schalten zu untersuchen. Im Projektbereich C sind experimentelle und theoretische Untersuchungen zu spinabhängigen Phänomenen in Halbleiter-Hetero- und Nanostrukturen, Ferromagnet-Supraleiter- und Ferromagnet-Halbleiter-Hybridstrukturen zusammengefasst.Das langfristige Forschungsziel des Sonderforschungsbereichs ist die Realisierung einer effizienten Injektion, Manipulation und Detektion von Spins in dimensionsreduzierten Systemen sowie die Bereitstellung der Schlüsselelemente einer zukünftigen Raumtemperatur-Spintronik.