Międzywarstwowe sprzężenia magnetyczne i transport elektronowy w epitaksjalnych złączach tunelowych Fe/MgO/Fe na GaAs(001)

Abstract

Celem rozprawy było otrzymanie cienkowarstwowego monokrystalicznego magnetycznego złącza tunelowego Fe/MgO/Fe, naniesionego na komercyjny kryształ półprzewodnikowy GaAs(001). Otrzymane struktury badano pod kątem ich własności strukturalnych, magnetycznych i transportowych. Wybrano złącze tunelowe, w którym, zgodnie z przewidywaniami teoretycznymi, należy się spodziewać dużej wartości tunelowego magnetooporu. W idealnym przypadku dla złącza Fe/MgO/Fe przewiduje się wartość "TMR" dochodzącą do 1000% pod warunkiem, że jest to złącze monokrystaliczne, oraz tunelowanie zachodzi między identycznymi stanami elektronowymi. Dla tak zdefiniowanego złącza tunelowegfo dobrano podłoże GaAs(001), które pozwala traktować złącze tunelowe Fe/MgO/Fe jako potencjalne źródło spinowo-spolaryzowanych elektronów wstrzykiwanych w obszar półprzewodnika, czyli myśleć o rozwiązaniu jednego z podstawowych problemów związanych z integracją urządzeń elektroniki spinowej (jakim jest magnetyczne złącze tunelowe) z urządzeniami klasycznej elektroniki półprzewodnikowej. Zastosowanie podłoża GaAs(001) zapewnia epitaksjalny wzrost struktury złącza. Umożliwia także (w dalszym etapie projektu) zbudowanie diody świecącej LED (opartej na GaAs), która służyłaby do badania koherencji spinowej wstrzykiwanych elektronów poprzez pomiar polaryzacji kołowej emitowanego przez diodę światła.