Transporteigenschaften in magnetischen Schichtsystemen

Ziel dieses Projektes ist die theoretische Bestimmung der Transporteigenschaften in magnetischen Vielfachschichtsystemen. Vielfachschichtsysteme von ferromagnetischen und nicht-magnetischen Schichten. haben aus der Sicht der Grundlagenforschung viele interessante Eigenschaften und sind zugleich vielversprechend für technologische Anwendungen. Derzeitige Anwendungen schließen zum Beispiel magnetische und optomagnetische Aufzeichnungsverfahren, nichtflüchtige Speicher und hochempfindliche magnetische Sensoren ein. Solche Sensoren werden sowohl im Bereich schwacher Felder eingesetzt (z.B. im Computerbereich) als auch bei starken Feldern (z.B. in Kraftfahrzeugen). Wir planen die Verbesserung der ab-initio-Theorie magnetischer Vielfachschichtsysteme durch Vorhersage und Erklärung ihrer Transport- und magneto-optischen Eigenschaften. Dazu sollen Giant Magnetoresistance, Tunneling Magnetoresistance und auch der magneto-optische Kerr-Effekt berechnet werden. Dieser Ansatz wird uns zu einem tieferen Verstiändnis der komplexen Prozesse beim Elektronentransport in magnetischen Vielfachschichtsystemen führen. Wir streben nach einer wirklichkeitsnahen Beschreibung der komplizierten physikalischen Struktur in magnetischen Schichtsystemen durch Beschreibung von Interdiffusionseffekten an Grenzflächen und des Einflusses von Legierungsbildung in den magnetischen Schichten, in den nichtmagnetischen Schichten und auch in den Substraten. Zusätzlich müssen für die Transporteigenschaften auch relativistische Effekte berücksichtigt werden. Unsere Berechnungen basieren auf der spin-polarisierten relativistischen abgeschirmten Korringa-Kohn-Rostoker- Methode für Schichtsysteme (zweidimensionale Translationssymmetrie), welche die Kubo-Greenwood-Gleichung für die Leitfähigkeit und die Kohärente-Potential-Näherung zur Beschreibung der Auswirkungen von Verunreinigungen auf den elektrischen Transport verwendet. Dieser Ansatz erlaubt uns die Berechnung der Leitfähigkeit und des Magnetwiderstandes von magnetischen Vielfachschichtsystemen ohne frei wählbare Parameter durch gleichzeitige Bestimmung der Anteile von der Elektronenstruktur und von spin-abhängiger Streuung an Verunreinigungen. Es erscheint auch möglich, unsere Theorie für die Behandlung des magneto- optischen Kerr-Effektes zu erweitern. Dieses Projekt wird in Wien am Center for Computational Materials Science (CMS) durchgeführt werden.