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Original title:
Magnetic and electrical properties of epitaxial GeMn 
Translated title:
Magnetische und elektrische Eigenschaften von epitaktischem GeMn 
Year:
2009 
Document type:
Dissertation 
Institution:
Fakultät für Physik 
Advisor:
Dr. Dominique Bougeard 
Referee:
Prof. Dr. Gerhard Abstreiter 
Language:
en 
Subject group:
PHY Physik 
Abstract:
This work aimed at the investigation of the properties of GeMn based magnetic semiconductors. GeMn thin films were fabricated with molecular beam epitaxy with Mn concentrations significantly above the equilibrium solubility of Mn in Ge. The thin films exhibited regions of enhanced Mn content on the nanometre scale, the magnetic properties of which were determined by local ferromagnetic coupling up to temperatures > 300 K and global superparamagnetism. The semiconducting properties of the GeMn thin films were conserved upon Mn incorporation and are p-type. A weak coupling between holes and magnetic moments was observed in magnetotransport measurements. Additionally, intermetallic Mn5Ge3 nanomagnets were investigated. Remanent behaviour of the nanomagnets up to 285 K and giant magnetic moments were observed and assessed in terms of applicability in spintronics. A combination of nanomagnets and regions of enhanced Mn content was proposed as a spin valve implementation. 
Translated abstract:
Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Eigenschaften von GeMn-basierten magnetischen Halbleitern. Mittels Molekularstrahlepitaxie wurden GeMn-Schichten mit Mn-Konzentrationen weit oberhalb der Gleichgewichtslöslichkeit hergestellt. Diese Schichten weisen Mn-Anreicherungen auf Nanometerskala auf, deren magnetisches Verhalten durch lokale ferromagnetische Ordnung bis zu Temperaturen > 300 K und globalen Superparamagnetismus bestimmt wird. Die halbleitenden Eigenschaften der GeMn-Schichten bleiben bei der Mn-Inkorporation erhalten und sind p-artig. Eine schwache Kopplung zwischen Löchern und magnetischen Momenten wurde in Transportmessungen nachgewiesen. Zusätzlich wurden intermetallische Mn5Ge3-Nanomagnete untersucht. Remanentes Verhalten der Nanomagnete bis zu 285 K und magnetische Riesenmomente wurden nachgewiesen und in Bezug auf Anwendbarkeit in der Spintronik bewertet. Eine Kombination aus Nanomagneten und Mn-Anreicherungen wurde als Spinventil-Realisierung vorgeschlagen. 
Last change:
13.10.2008