"Spintronik" für zukünftige Quanten-Mikrogeräte
Spin ist das spezifische Winkelmoment, das jede Art von Elementarteilchen kennzeichnet. Besonders in der Quantenmechanik ist der Spin ein wichtiger Parameter für atomare Maßsysteme wie Atome, Protonen und Elektronen; der Spin steht auch in engem Zusammenhang mit dem Magnetismus. In der Informatik kann der Spin in Spin-Halbleitern als binärer Informationsträger verwendet werden. Die so genannte Spin-Elektronik oder "Spintronik" ist ein neues Gebiet, das während der vergangenen 15 Jahre zunehmend wichtiger wurde. Bei der Spintronik sind Informationen stärker von den Elektronen-Spin-Trägern als von der Elektronenladung abhängig und werden als eine Teilchen-Spin-Orientierung auf- oder abwärts gespeichert. Die relativ lange Dauer der Spin-Orientierung von Leitungselektronen lässt die Spintronik als sehr geeignet für die Informationsspeicherung und Magnetsensoranwendungen erscheinen. Durch die Kombination von Mikroelektronik und vom Spin abhängiger Effekte aus der Wechselwirkung zwischen dem Spin des Trägers und der Magneteigenschaften des Materials wurden neue Möglichkeiten zur Entwicklung von neuen, fortgeschrittenen Geräten erschlossen. Zu den wichtigsten Punkten gehört die Fähigkeit, Spins in Systemen im festen Aggregatzustand zu injizieren, zu manipulieren und zu erkennen. Man untersuchte mehrere Ansätze wie Magnetmetall- bzw. Halbleiterverbindungen, Metallgeräte und Halbleiter. Das SPINOSA-Projekt galt der Entwicklung von Kontakten für die Spin-Injektion in Halbleiter mit dem Ziel, bei Raumtemperatur innovative Spintronik-Anwendungen zu erarbeiten. Ein Teil der Projektarbeit bestand in der Entwicklung von Tunnelkontakten und Barrieren für die Injektion heißer Elektronen mittels ferromagnetischer Stoffe. Die Forscher untersuchten starke Phänomene des Magnetwiderstands bei der Tunnelung, wie sie bei gestapelten ferromagnetischen Halbleitern vorkommen. Dieser Widerstand ist stark von der Veränderung bei der Zustandsdichte in dem ferromagnetischen Stoff und dem Richtungswechsel bei der Magnetisierung bezüglich des Gitters abhängig. Zudem kann der Effekt in einem Schichtstapel mit zwei ferromagnetischen Schichten deutlich verstärkt werden. Diese Ergebnisse vermitteln genauere Erkenntnisse über die Spininjektionsprozesse und sollen bei der Verbesserung von magnetelektronischen Geräten verwendet werden. Weitere Informationen erhalten Sie unter: http://www.physik.uni-wuerzburg.de/EP3/Arbeitsgruppen/Spinosa/SPINOSA.html
