Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Magnetismus Freitag
MA 30.7 Fr 12:15 H10
Herstellung, Präparation und Anwendung hartmagnetischer
FePt Bufferschichten — •Ingo Rohde, Sonja Heitmann, Andreas
Hütten und Günter Reiss — Universität Bielefeld, Fakultät für
Physik, Universitätsstr. 25, D-33615 Bielefeld
Um die Einsatzmöglichkeiten von GMR Sensoren für Anwendungen bei
verschiedenen Magnetfeldbereichen zu erweitern, ist es erforderlich, deren
Kennlinien durch Pinnen einer der magnetischen Elektroden anzupassen.
Hierzu wurden bisher überwiegend antiferromagnetische Buffer eingesetzt,
wobei hingegen in dieser Arbeit alternativ ein ferromagnetisches
Pinning durch eine hartmagnetische Schicht realisiert wurde.
Als Material wurde hierfür eine Fe45Pt55 Legierung gewählt, welche
in der fct Kristallphase sehr hohe Koerzitivfelder bei einer hohen
Sättigungsmagnetisierung aufweist. Es konnten hartmagnetische FePt
Schichten mit Schichtdicken von unter 5 nm präpariert werden, deren
strukturelle und magnetische Eigenschaften mittels XRD- und MOKE-
Untersuchungen bestimmt wurden. Die Eignung dieser Schichten zum
Pinnen von GMR Schichtsystemen konnte an GMR Dreilagern demonstriert
werden.
MA 30.8 Fr 12:30 H10
Resonante magnetische Röntgenstreuung an Co2MnGe-
Heusler-Einzelfilmen und -übergittern — •Johannes Grabis,
Alexei Nefedov, Andre Bergmann, Kurt Westerholt und
Hartmut Zabel — Institut für Experimentalphysik/ Festkörperphysik,
Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum
MA 31 Spinelektronik
Halbmetallische, ferromagnetische Heuslerlegierungen wie Co2MnGe
besitzen ein großes Anwendungspotential im Bereich von spinelektronischen
Bauelementen. Gesputterte Einzelfilme und Übergitter
mit Au oder V als Zwischenschicht wurden mit Hilfe des magnetischen
Zirkulardichroismus (XMCD) und der resonanten magnetischen
Röntgenstreuung (XRMS) im Bereich der L2,3 Kanten von Co und Mn
untersucht. Während anhand der Absorptionsspektren die elemetspezifischen
Beiträge zum magnetischen Spin- und Bahnmoment berechnet
und die magneto-optischen Konstanten bestimmt werden können, bietet
die resonante Röntgenstreuung zusätzlich eine Möglichkeit der tiefenselektiven
Analyse der Schichtsysteme. Aus der spekulären Reflektivität
kann ein Magnetisierungstiefenprofil gewonnen werden. Die diffuse Streuung
liefert weitere Informationen über die Beschaffenheit der Grenzfläche
wie Rauhigkeiten und Korrelationslängen. Dieses Projekt wird gefördert
durch das BMBF, O3ZAE7BO.
Zeit: Freitag 10:45–12:45 Raum: H22
MA 31.1 Fr 10:45 H22
Ultrafast Relaxation and Dephasing of Hot Electron Spins
in n-GaAs — •Lars Schreiber, Marcus Heidkamp, Bernd
Beschoten, and Gernot Guentherodt — II. Physikalisches
Institut, RWTH Aachen, 52056 Aachen
Electron spins in n-doped GaAs exhibit longest spin lifetimes (> 100
ns) near the chemical potential for doping concentrations close to the
metal-insulator transition [1]. However, the relaxation and dephasing of
hot electron spins, which is of interest for spin-tunnel devices [2], is widely
unexplored. Therefore, we investigate the relaxation of hot electron spins
in n-GaAs for Si doping concentrations ranging from 2 × 10 15 cm −3 to
1 ×10 18 cm −3 at 6 K and 100 K using two-color time-resolved Kerr rotation
utilizing two phase-locked fs-lasers. This set-up allows to coherently
pump electron spins with excess kinetic energy and to monitor their intraband
relaxation for which the probe energy can be tuned independently.
Ultrafast relaxation (< 10 ps) of hot electron spins into both conduction
and donor band states is observed for all samples. Their subsequent
dephasing, however, strongly depends on the doping concentration and
the pump energy. Only for samples close to the metal-insulator transition
(nc ∼ = 2 × 10 16 cm −3 ) spin lifetimes are virtually independent of
the pump energy for all temperatures. For the degenerate samples an
ultra-fast transfer of spin angular momentum to the total electron sea is
observed indicating a collective interaction mediated by electron-electron
exchange. Supported by BMBF FKZ 01BM160 and 13N8244
[1] J. M. Kikkawa and D. D. Awschalom, PRL 80 (19), 4313 (1998)
[2] X. Jiang et. al., PRL 90 (25), 256603 (2003)
MA 31.2 Fr 11:00 H22
Utilizing the Rashba-effect at metal surfaces — •O. Krupin 1 ,
G. Bihlmayer 2 , S. Gorovikov 3 , J. E. Prieto 1 , K. Döbrich 1 ,
G. Kaindl 1 , S. Blügel 2 , and K. Starke 1 — 1 Institut für Experimentalphysik,
Freie Universität Berlin, Germany — 2 Institut für
Festkörperforschung (IFF), Forschungszentrum Jülich — 3 MAX-Lab,
Lund University, Sweden
Traditionally, semiconductor-heterostructures are considered as a base
for spintronic devices where the Rashba effect is exploited. An important
step for practical use, e.g. in coherent spin rotators and spin interference
devices, is to find structures that allow manipulation of electron spin
without an external magnetic field. Because of the large resistivity mismatch
at the ferromagnet/semiconductor interface, experiments based on
the idea to inject spin-polarised electrons from ferromagnetic metals have
so far shown only limited success. The Rashba effect, however, is much
more general and probably metals can be used as Rashba active media.
Surface states on closed packed surfaces of noble and rare earth metals
reveal a significant spin-orbit splitting. In addition, they also represent a
quasi two-dimensional electronic system in which the Rashba interaction
can be modified by adsorption. We characterize some of these surfaces
and discuss possible advantages and drawbacks of these systems.
MA 31.3 Fr 11:15 H22
Exchange interactions and Curie temperatures in diluted
magnetic semiconductors — •P. Dederichs 1 , K. Sato 1 , and H.
Katayama-Yoshida 2 — 1 IFF,Forschungszentrum Jülich, D-52425
Jülich — 2 ISIR, Osaka University, Ibaraki, Osaka 567-0047, Japan
The magnetic properties of diluted magnetic semiconductors are calculated
within the framework of the KKR-CPA, using a mapping on a
Heisenberg model. Effective exchange coupling constants are evaluated
by embedding two impurities in the CPA medium. Curie temperatures
(Tc) are estimated by the mean-field approximation (MFA), the random
phase approximation (RPA) and by monte carlo methods. In MFA and
RPA, Tc is proportional to the square root of Mn concentration c for
(Ga, Mn)N, while in (Ga, Mn)Sb Tc is linear to c. Since the extended
hole states mediate the ferromagnetism in (Ga,Mn)Sb (p-d) exchange),
the interaction is long range leading to a flat spin wave dispersion. Thus,
the MFA gives similar results as the RPA. In (Ga, Mn)N, due to the
broadening of the impurity bands in the gap, the ferromagnetic state is
stabilized by double exchange. Since the impurity states are well localized,
the exchange interaction is short range leading to dispersive magnon
bands and the MFA values deviate from the RPA values. However the
reliability of both MFA and RPA are in this case questionable.
MA 31.4 Fr 11:30 H22
Magnetic Circular Dichroism Study of Ferromagnetic GaMnN
— •J. Keller 1 , A. Dohmen 1 , B. Beschoten 1 , G. Güntherodt 1 ,
S. Dhar 2 , O. Brandt 2 , A. Trampert 2 , L. Däweritz 2 , K.J.
Friedland 2 , and K.H. Ploog 2 — 1 2. Physikalisches Institut, RWTH
Aachen, D-52056 — 2 Paul-Drude-Institut für Festkörperelektronik,
Hausvogteiplatz 5-7, D-10117 Berlin
Because of possible applications in spinelectronics, there is a renewed
interest in diluted magnetic semiconductors. We have investigated GaN
thin films doped with Mn [1]. Depending on the Mn concentration, the
GaMnN films are paramagnetic or ferromagnetic. At low temperatures,
all samples exhibit spin-glass like behavior. Structural characterization
reveals that Mn-rich clusters are formed in the ferromagnetic samples,
while the paramagnetic samples form a uniform alloy of (Ga,Mn)N. To
further investigate the magnetic properties of these samples, we have per-