Spin-Transportbestimmung in dünnen Schichten mittels SPLEEM

Eines der aufregensten Forschungsgebiete in der heutigen Physik beschäftigt sich mit Spin-Elektronik, deren mögliche Anwendungen bis in die Gebiete der Quantencomputer und der Quantenkryptographie reichen, wobei der Spinausrichtung individueller Elektronen eine grundlegende Bedeutung zukommt. Auf Grund dieser Tatsache ist ein Großteil des beantragten Projektes der Entwicklung einer direkten Messmethode für die Bestimmung der Spintransport-Dynamik in Festkörpern gewidmet, deren Kenntnis eine Grundvoraussetzung für die weitere Entwicklung dieser im Entstehen begriffenen Technologien ist. Die grundlegende Idee ist es einen kohärenten Strahl spin-polarisierter Elektronen in zwei Teilstrahlen aufzuspalten, wobei anschließend einer dieser zwei Strahlen durch eine dünne Schicht eines magnetisierten Materials geschickt wird, wodurch sich dessen Spinausrichtung auf Grund der Larmor-Präzession verändert. Die zwei Teilstrahlen werden dann wieder zusammengeführt um aus dem resultierenden Interferenzmuster Informationen über den Polarisationszustand des resultierenden Strahls gewinnen zu können. Die Durchführung dieses Experiments wird mittels spin-polarisierter niederenergetischer Elektronenmikroskopie (SPLEEM) realisiert werden. Die Entwicklung dieser neuartigen Technik der Spin-lnterferometrie ermöglicht nicht nur das Testen fundamentaler quantenmechanischer Gesetze, sondern auch die mikroskopische Aufzeichnung der Spin- Transporteigenschaften von Festkörpern. Mit Hilfe der Ergebnisse dieses Forschungsprojekts kann anschließend mit der Lösung des nächsten Problems begonnen werden, welches die Kontrolle bzw. Manipulation der Spinausrichtung von Elektronen beinhaltet. Es ist also Ziel dieses Projekts wesentliche Informationen für den Weg in Richtung mikroelektronischer Geräte, basierend auf der Benutzung der Spinausrichtung von Elektronen, zu liefern.