Interaktion von nanoskaliger Spinstruktur und spinpolarisierten Ladungsträgern in Nanokonstriktionen und Punktkontakten

Das Zusammenspiel zwischen magnetischen Spinstrukturen und spin-polarisierten Strömen ist sowohl von fundamentalem physikalischen Interesse aber eröffnet auch neue Möglichkeiten für magneto-elektronische Anwendungen als Speicher, Sensor oder Logikelement.

In diesem Projekt sollen Spinstruktur und Magnetowiderstand in ferromagnetischen Nanokonstriktionen gleichzeitig bestimmt werden, um die Magnetotransporteigenschaften direkt auf die Spinstruktur der Magnetisierung zurückführen zu können, was dann einen Vergleich mit theoretischen Rechnungen und somit ein umfassendes theoretisches Verständnis der Effekte ermöglicht. Neben gut bekannten Magnetowiderstandseffekten, wie dem anisotropen Magnetowiderstand, soll hier insbesondere der Widerstand, der durch Streuung von Elektronen an schmalen geometrisch-eingeschränkten Domänenwänden entsteht, im Fokus der Untersuchungen stehen. Die Spinstruktur von Domänenwänden kann durch Wahl der passenden Geometrie massgeschneidert werden und in schmalen Konstriktionen können extrem scharfe Domänenwände generiert werden. Durch das in Karlsruhe entwickelte Elektromigrationsverfahren werden kontrolliert Nanokonstriktionen in vor-strukturierte Elemente eingebracht in denen diese Domänenwände gepinnt werden. Dann wird die Magnetisierungskonfiguration abgebildet und gleichzeitig der Magnetowiderstand im UHV gemessen, was eine direkte Korrelation der Effekte erlaubt und woraus sich dann auch ein mögliches Anwendungspotential abschätzen lässt.