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- ItemExploring the intrinsic limit of the charge-carrier-induced increase of the Curie temperature of Lu- and La-doped EuO thin films(College Park, MD : APS, 2020) Held, R.; Mairoser, T.; Melville, A.; Mundy, J.A.; Holtz, M.E.; Hodash, D.; Wang, Z.; Heron, J.T.; Dacek, S.T.; Holländer, B.; Muller, D.A.; Schlom, D.G.Raising the Curie temperature TC of the highly spin-polarized semiconductor EuO by doping it with rare-earth elements is a strategy to make EuO more technologically relevant to spintronics. The increase of TC with free carrier density n and the surprisingly low dopant activation p, found in Gd-doped EuO thin films [Mairoser et al., Phys. Rev. Lett. 105, 257206 (2010)], raised the important question of whether TC could be considerably enhanced by increasing p. Using a low-temperature growth method for depositing high-quality Lu-doped EuO films we attain high dopant activation (p) values of up to 67%, effectively more than doubling p as compared to adsorption-controlled growth of Lu- and Gd-doped EuO. Relating n, p, and lattice compression of La- and Lu-doped EuO films grown at different temperatures to the TC of these samples allows us to identify several different mechanisms influencing TC and causing an experimental maximum in TC. In addition, scanning transmission electron microscopy in combination with electron energy loss spectroscopy measurements on La-doped EuO indicate that extensive dopant clustering is one, but not the sole reason for dopant deactivation in rare-earth doped EuO films.
- ItemElektrische Erzeugung, Detektion und Transport von spinpolarisierten Elektronen in Co2FeSi/GaAs-Hybridstrukturen(Berlin : Humboldt-Universität zu Berlin, 2016) Bruski, PawelDas Co2FeSi/GaAs-Hybridsystem wurde hinsichtlich seiner Eignung für Anwendungen in der Spintronik untersucht. Die Heusler-Legierung Co2FeSi ist ein aussichtsreicher Kandidat für derartige Anwendungen, weil der vollständig geordneten Kristallphase Halbmetallizität, d. h. eine Spinpolarisation von 100% an der Fermi-Energie, vorhergesagt wird. Zunächst wurde im Rahmen dieser Arbeit die elektrische Spininjektion und Spindetektion in lateralen Transportstrukturen in der sogenannten nicht-lokalen Konfiguration sowohl für die vollständig geordnete, als auch für eine teilweise ungeordnete Kristallphase mittels Spinventil- und Hanle-Messungen nachgewiesen. Die Abhängigkeiten der Spinsignale vom Strom und von der Temperatur konnten erklärt werden und eine Spininjektionsefizienz von 16 bzw. 9% wurde ermittelt. Für den praktischen Einsatz werden allerdings lokale Spinventile benötigt, deren Funktionsfähigkeit für beide kristallinen Ordnungen demonstriert wurde. Der Magnetowiderstand, der ein Maß für die Güte der lokalen Spinventile darstellt, beträgt 0.03% und liegt im Bereich des theoretisch zu erwartenden Wertes. Anhand des sogenannten Fert-Kriteriums konnten die Gründe für diesen niedrigen Wert aufgezeigt werden. Des Weiteren ließ ein Vergleich der lokalen und nicht-lokalen Spinsignale auf eine hohe Spinpolarisation des Co2FeSi schließen. Die Spinextraktion bietet neben der Spininjektion eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung einer Spinakkumulation in einem Halbleiter. Die Stromabhängigkeiten von Spininjektion und Spinextraktion unterscheiden sich für beide kristallinen Phasen des Co2FeSi. Das stark unterschiedliche Verhalten konnte anhand des Einflusses der jeweiligen Bandstruktur auf die Spinerzeugung erklärt werden. Des Weiteren konnte aus dem Vergleich zwischen der Messungen und der theoretisch vorhergesagten Bandstruktur der halbmetallische Charakter der vollständig geordneten Kristallphase nachgewiesen werden.