Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-4085
Im ersten Teil werden die sogenannten "Hot Spots" untersucht, die in ab initio Rechnungen
des k||-aufgelösten Leitwerts von magnetischen Tunnelwiderständen gefunden wurden.
Die vollständige Transmission der Elektronen in den Hot Spots wird mit Hilfe eines
analytischen Modells als Resonanzeffekt von Grenzflächenzuständen auf beiden Seiten der
Barriere erklärt. Mit detaillierten ab initio Rechnungen wird gezeigt, dass die Hot Spots
den gesamten Leitwert bis zu einer bestimmten Barrierendicke bestimmen können.
Im zweiten Teil wird eine der grundlegenden Erfordernisse für die Spinelektronik untersucht:
die Erzeugung eines spinpolarisierten Stromes in einem nichtmagnetischen Halbleiter.
Hier wird die ballistische Spininjektion aus dem Ferromagneten Fe in die Halbleiter
ZnSe und GaAs berechnet. Es werden unterschiedliche Wachstumsorientierungen sowie
Injektionsprozesse betrachtet. Es zeigt sich, dass für (001) orientierte ideale Fe/Halbleiter
Heterostrukturen ein nahezu vollständig spinpolarisierter Strom injiziert wird. Die Ursache
hierfür sind die unterschiedlichen Symmetrien der Fe Majoritäts- und Minoritätszustände
an der Fermienergie.
In the first part the hot spots found in ab initio calculations of the k|| resolved conductance
of tunneling magneto resistance junctions are investigated. Based on an analytical
model the full transmission of the electrons in the hot spots is attributed to a resonance
effect of interface states on both sides of the barrier. Detailed ab initio studies show that
the total conductance can be dominated by the hot spots up to a critical barrier thickness.
In the second part one of the fundamental needs for spinelectronics is investigated: the
injection of a spin-polarized current into a non-magnetic semiconductor. Here the ballistic
spin injection from the ferromagnet Fe into the semiconductors ZnSe and GaAs is calculated
for different growth orientations and injection processes. It will be shown that for (001)
oriented ideal heterojunctions a nearly 100% spin polarized current is injected into the
semiconductor. This can be explained by the symmetry mismatch of the Fe majority and
minority states at the Fermi energy.
Wunnicke, Olaf
Untersuchungen zum spinabhängigen ballistischen Transport
VI, 186 S., 2003
In dieser Arbeit werden zwei Phänomene des spinabhängigen ballistischen Transports mit
Hilfe von ab initio Korringa-Kohn-Rostocker Rechnungen und eines analytischen Modells
theoretisch untersucht. Der ballistische Leitwert wird in linearer Antwort Theorie (Landauer
Formel) in einem Green-Funktions Formalismus berechnet.
In this thesis two phenomena of the spin-dependent ballistic transport are investigated
theoretically by means of ab initio Korringa-Kohn-Rostocker calculations and an analytical
model. The ballistic conductance is evaluated in linear response theory (Landauer formula)
by a Green-function formalism.
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