Epitaxie von (Ga,Mn)As

Martin Utz
2012
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Verbesserung der magnetischen Eigenschaften des ferromagnetischen Halbleiters Galliummanganarsenid (GaMnAs), der ein wichtiges Ausgangsmaterial für die Forschung auf dem Gebiet der Spintronik darstellt. Es wird erläutert, wie mit Hilfe der Bandkanten-Absorptionsspektroskopie und einem speziellen Verfahren zur Eichung der Materialflüsse die Kontrolle über den Wachstumsprozess und die Reproduzierbarkeit der Proben gesteigert werden können. Auch die
more » ... ichtigsten Methoden zur elektrischen Probencharakterisierung von GaMnAs werden einer kritischen Betrachtung unterzogen. So zeigt sich u.a., dass der anomale Hall-Effekt bei Raumtemperatur noch einen bedeutenden Beitrag zur Hallspannung leistet und die Bestimmung der Curie-Temperatur nach Novak für Proben mit geringen Defektdichten korrekte Werte liefert. Des Weiteren wird mit der erhöhten Kontrolle über den Wachstumsprozess eine deutliche Erweiterung des nutzbaren Parameterraumes von GaMnAs erreicht: Es konnten Schichten hergestellt werden, welche mit bis zu 22% einen sehr hohen Mangananteil aufweisen bzw. Curie-Temperaturen von bis zu 172K erreichen. Weiterhin war es möglich GaMnAs-Proben zu wachsen, die durch eine gezielte Belastung des Materials mit Defekten trotz isolierenden Verhaltens ein starkes magnetisches Moment aufweisen. Ein letzter Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Herstellung und Charakterisierung von wenigen Nanometer dünnen GaMnAs-Schichten, wodurch Perspektiven für gating-Experimente oder Experimente zum Proximity-Effekt von Eisen auf GaMnAs geboten werden, da hier hohe Curie-Temperaturen mit isolierendem Verhalten vereint werden konnten.
doi:10.5283/epub.25892 fatcat:gkfw7dmkmbg4tfgd5j26kwdh34