Ortsabhängigkeit des elektronischen Transports von Proximity-Strukturen und Metallschichten mit atomaren Fehlstellen

Das Projekt gliedert sich in drei Teilvorhaben. In Vorhaben A untersuchen wir die Ortsabhängigkeit des supraleitenden Proximity-Effekts, – d.h. das Hineinlecken supraleitender Eigenschaften in Normalleiter und umgekehrt – auf mesoskopischer Längen­skala mittels Rastertunnelspektroskopie. Hierzu werden elektronenstrahllithographisch kleine, wohldefinierte Kontakte zwischen Supraleitern (S) und Normal­leitern (N) hergestellt. Mithilfe eines in der ersten Förderperiode entwickelten Tieftemperaturrastertunnel­mikroskops wird daran die elektronische Zustandsdichte als Funktion des Abstandes vom Kontakt in S und in N untersucht. Außerdem wird das Eindringen magnetischen Flusses im N ortsaufgelöst untersucht. Die experimentellen Ergebnisse werden verglichen mit theoretischen Vorhersagen.

Im Projektteil B werden im Ultrahochvakuum Nanodrähte aus Edelmetallen strukturiert und mit Hilfe eines Rastertunnelmikroskops an verschiedenen Stellen gezielt einzelne Fehlstellen erzeugt. Durch simultane spektroskopische Messung des Transports und Rastertunnelspektroskopie wird der Einfluss der Lage der Fehlstelle auf die Transportei­genschaften und die Zustandsdichte untersucht.

In Projektteil C wird der wechselseitige Einfluss zwischen der magnetischen Anisotropie eines Ferromagneten (F), d.h. der Richtung der Magnetisierung, und den elektronischen Eigenschaften in S untersucht. Hierzu sollen in diesem Projekt F-Schichten und F-Nanostrukturen mit bzw. ohne senkrechte magnetische Anisotropie in Kontakt mit S hergestellt werden. Die Einstellung der »leichten« Richtung der Magnetisierung (parallel oder senkrecht zur Oberfläche) erfolgt durch geeignete Wahl der Schichtdicken von F und kann mit einem Foner-Magnetometer und magnetooptischem Kerr-Effekt überprüft werden.