SFB 296 III-IV: Molekularstrahlepitaktisches Wachstum und Eigenschaften ferromagnetischer Nanostrukturen auf der Basis von ZnO (Teilprojekt B 4)

Im Projekt sollen ferromagnetische Nanostrukturen auf der Basis von ZnO mittels molekularstrahlepitaktisches Wachstum hergestellt werden. Ferromagnetisches Verhalten soll durch den Einbau der Übergangsmetalle Mn, V und Co erreicht werden. Durch zusätzliche n- (oder p-)Dotierung soll der Einfluss freier Ladungsträger auf die magnetischen Eigenschaften studiert und gegebenenfalls zur Stabilisierung des Ferromagnetismus ausgenutzt werden. Wesentliche das Wachstum betreffende Fragen sind, wie die magnetischen Ionen in hexagonales ZnO eingebaut werden, welche Dotierungsniveaus ohne Bildung von Mischphasen erreichbar sind und wie sich die Gitterkonstanten ändern. Die magnetischen Eigenschaften der Nanostrukturen werden mit optischen und magneto-optischen Methoden aufgeklärt. Dies betrifft u.a. die Variation der Bandkanten durch den Einbau der Übergangsmetalle, die Stärke des Superaustausches zwischen den magnetischen Ionen, den Nachweis einer ferro- bzw. paramagnetischen Ordnung sowie die Rolle der sp-d-Austauschwechselwirkung zwischen den lokalisierten 3d-Elektronenzuständen und den ausgebreiteten sp-Bandzuständen.