Kurzfassung
Für die Spinelektronik ist die Spinpolarisation an der Fermi-Energie eine der zentralen Eigenschaften ferromagnetischer Materialien. Heusler-Legierungen stellen aufgrund ihres vorausgesagten halbmetallischen Charakters an der Grenzfläche zu InAs vielversprechende Kandidaten als Spininjektormaterialien dar. In dieser Arbeit werden Ni2MnIn Heusler-Filme durch thermisches Koverdampfen der Bestandteile Nickel und der Legierung MnIn hergestellt. Die Verwendung von nur zwei Quellen ist möglich, da Mangan und Indium nahezu den gleichen Dampfdruck besitzen. Die Proben werden bei Substrattemperaturen im Bereich zwischen 50 °C und 300 °C auf amorphem Kohlenstoff und Si3N4-Membranen für Transmissionselektronenmikroskopie, sowie auf Si(100) Oberflächen und in situ gespaltenen InAs(110)-Oberflächen gewachsen. Die Untersuchungen zur Morphologie und Struktur werden mittels Transmissionselektronenmikroskopie und Transmissionselektronenbeugung durchgeführt, die Stöchiometrie wird mittels energiedispersiver Röntgen-Spektroskopie bestimmt. Die Punktkontakt-Andreev-Spektroskopie wird verwendet, um die Transportspinpolarisation der auf Halbleitersubstraten gewachsenen Proben zu ermitteln. Neben der Charakterisierung der Ni2MnIn Schichtproben wurden Ferromagnet/Metall/Ferromagnet-Strukturen in Spinventilgeometrie mittels lateraler Nanostrukturierung präpariert. Im Hinblick auf die Temperaturempfindlichkeit des Photolackes werden diese Proben bei einer niedrigen Substrattemperatur von 50 °C aufgewachsen und nachträglich ausgeheilt. Die Auswirkungen dieses Ausheilverfahrens werden während des Prozesses mittels Transmissionselektronenbeugung untersucht.
Kurzfassung
Summary
The spin polarization at the Fermi energy is one of the key properties of ferromagnetic materials used in the field of spintronics. Heusler alloys are promising candidates as spin injector materials because of their predicted half-metallicity at the interface to InAs. In this work thin Ni2MnIn-Heusler films are grown by thermal coevaporation of the constituents Nickel and the alloy MnIn. The use of only two independent sources is possible, because of the almost identical vapor pressures of Manganese and Indium. The samples are grown at substrate temperatures in the range of 50 °C to 300 °C on amorphous carbon films and Si3N4-membranes for transmission-electron microscopy, as well as on Si(100) surfaces and in situ cleaved (110)-surfaces of InAs. Morpological and structural investigations are performed using transmission-electron microscopy and transmission-electron diffraction, the stoichiometry is determined using energy-dispersive X-ray spectroscopy. Point-contact Andreev spectroscopy is utilized to quantify the transport-spin polarization of samples grown on semiconducting substrates. Besides the characterization of thin Ni2MnIn-Heusler films the preparation of ferromagnet/metal/ferromagnet-structures in spin-valve-geometry using lateral nanopatterning is performed. In view of the used temperature-sensitive photoresist, the samples are grown at low substrate temperatures of 50 °C and annealed afterwards. The effects of the post-growth annealing is investigated in situ in the transmission-electron microscope using transmission-electron diffraction.