Magnetooptische Untersuchungen an ferromagnetischen GaMnAs-Epitaxieschichten

Die ferromagnetische Phase von dünnen GaMnAs-Epitaxieschichten, die auf GaAs-Substrat aufgebracht sind und einen Mangan-Gehalt von 1,4-8,5% besitzen werden mit Hilfe des magnetooptischen Kerr-Effektes (MOKE) und des magnetischen Zirkular-Dichroismus (MCD) untersucht. Der Temperaturbereich erstreckt sich dabei von 1,9K bis zu 100K und das senkrecht zur Schichtebene orientierte Magnetfeld liegt zwischen -5 und +5 kOe. Um sowohl den MOKE als auch den MCD zu analysieren, wurde ein Modell einer parabolischen Interband dielektrischen Funktion entwickelt, das Beiträge vom schweren- und leichten-Loch-Valenzband sowie vom „Split-Off“-Valenzband und Leitungsband besitzt und ausserdem die Moss-Burstein-Verschiebung berücksichtigt. Die Besetzung der spin-aufgespaltenen Valenzbänder wurde durch die Betrachtung des Fermi-Niveaus der Löcher explizit mit berücksichtigt. Für die Austausch-Wechselwirkung zwischen Mangan-Spins und Löchern wurde eine Molekularfeld-Näherung verwendet, wie sie bei verdünnt magnetischen Halbleitern üblich ist. Die Anpassungsrechungen an die experimentellen Daten ergaben einen Leitungsband-Austauschparameter von zwischen 0,22 und 0,33 eV und einen Valenzband-Austauschparameter zwischen 0,6 und 2,3 eV, abhängig von der Löcherdichte und der Mangan-Konzentration. Diese Werte sind nahe bei denjenigen der II-Mn-VI Halbleiter, allerdings ist das Vorzeichen des Valenband-Austauschparameters umgekehrt verglichen mit den II-Mn-VI-Proben. Das bedeutet, dass ein ferromagnetischer Austausch zwischen Mangan-Spins und freien Löchern im GaMnAs-System vorliegt. Die quantitative Auswertung der wellenlängenabhängigen MOKE- und MCD-Daten führt zur Einführung eines dispersionslosen Leitungsband-Niveaus. Aus den Messungen der Hyterese konnten die Curie-Temperaturen, Koerzitiv-Felder und die kubischen Anisotropie-Konstanten bestimmt werden.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Bayreuth

Year

2006

Author dc:creator

• Lang, Ralf

Contributors dc:contributor

• Pascher, Harald

Repository record source_url

https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/784/

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