Room temperature spin-electronics: magnetic semiconductors based on ZnO

• Applicant: Professor Dr. Andreas Waag
• Subject Area: Experimental Condensed Matter Physics
• Term: from 2003 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5400472

Im vorliegenden Projekt soll der magnetische Halbleiter ZnO:X detailliert untersucht werden. Theoretische Rechnungen zu Vanadium- und Cobalt-dotiertem magnetischem ZnO setzen ferromagnetisches Verhalten voraus. Außerdem deuten erste experimentelle Ergebnisse aus Japan darauf hin, dass Curie-Temperaturen von z.B. ZnVO in der Tat weit oberhalb 300K liegen. Darüberhinaus - und dies ist hier entscheidend - wird der Ferromagnetismus in ZnVO offenbar von Leitungselektronen stabilisiert, und dies schon bei relativ moderaten Dotierkonzentrationen. Deshalb wäre magnetisches ZnO:X ein idealer Kandidat für spinelektronische Bauelemente. Ein großer Vorteil im Vergleich zu z.B. GaMnN wäre auch die unabhängige Kontrolle über magnetische Eigenschaften und Dotierung, da magnetische Ionen in ZnO isoelektronisch sind. Im beantragten Projekt soll magnetisches ZnO:X mittels Molekularstrahlepitaxie hergestellt werden. Spinelektronische Bauelemente sollen detailliert analysiert und konkrete Konzepte für eine Anwendung erarbeitet und umgesetzt werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Major Instrumentation: Sauerstoff-Plasma-Quelle
• Instrumentation Group: 1520 Meßgeräte für Gase (O2, CO2)