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Die moderne Informationstechnik
basiert auf halbleitende als auch auf magnetische Materialien. In der Regel
wird die eigentliche Informationsverarbeitung von Halbleitertransistoren
vorgenommen, während magnetische Materialien hauptsächlich bei
der Datenspeicherung Verwendung finden.
Bei der Spinelektronik versucht man nun beide Teilbereiche zu kombinieren.
Neben der Ladung der Elektronen soll dabei auch der Elektronenspin, welcher
für die magnetische Eigenschaften verantwortlich ist, für Schaltzwecke
ausgenutzt werden.
Ein Ziel der
Forschung im Bereich der Spinelektronik ist es, die Schaltkreise zur Informationsverarbeitung
direkt mit der Infomationsspeicherung zu kombinieren. Man denkt aber auch
daran, Bauelemente mit völlig neuen Schaltprinzipien zu konzipieren,
mit Anwendungen bis hin zur quanteninformationsverarbeitenden Schaltkreisen.
Eine wichtige
Voraussetzung für die Realisierung spinelektronischer Bauelemente ist
die Injektion und Detektion von spinpolarisierten Ladungsträgern. Hier
sind insbesondere verdünnte magnetische Materialien, wie z.B. GaMnAs,
aber auch gitterangepasste metallische ferromagnetische Schichten interessante
Kandidaten. Wichtig für die Funktion von spinelektronischen Strukturen
sind zudem die Möglichkeit der Spinmanipulation sowie eine ausreichend
lange Spinlebensdauer.
Das Virtuelle Institut
für Spinelektronik (VISel) wird sein Arbeit auf die Anwendung von GaN-basierte
Strukturen für die Spinelektronik konzentrieren. Für verdünnte
magnetische Halbleiter auf Basis von GaN sind Curie-Temperaturen vorausgesagt,
die oberhalb der Raumtemperatur liegen. Mittels unterschiedlicher Verfahren,
wie z.B. Epitaxie oder Implantation, soll versucht werden verdünnte
magnetische Halbleiter herzustellen, die anschließend als Spininjektor
Verwendung finden sollen. Die Spineigenschaften der GaN/AlGaN Heterostrukturen
werden mittels Transport und optischen Verfahren analysiert. Ziel der gemeinsamen
Forschung zwischen Göttingen, Aachen und Jülich ist es, eine GaN
basierende spinpolarisierte Leuchtdiode herzustellen, um damit die Eignung
dieses Materialsystems für spinelektronische Bauelemente zu demonstrieren.
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