Spin-auflösende Rastertunnelspektroskopie, ARPES und XMCD von Heterostrukturen aus magnetisch dotierten topologischen Isolatoren

• Antragsteller: Professor Dr. Philip Hofmann; Dr. Jens Wiebe
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 237526155

In dem vorgeschlagenen Projekt wollen wir laterale und vertikale Heterostrukturen von Ferro- oder Antiferromagneten (FM/AFM) und Oberflächen-dotierten topologischen Isolatoren (TI) untersuchen. Wie wir in der laufenden Förderperiode gezeigt haben, können laterale Heterostrukturen durch Kanten von Inseln aus FM/AFM Lagen, die wir auf den TI aufwachsen, hergestellt werden. Insbesondere werden wir (i) die lokalen Änderungen in der Spin-abhängigen elektronischen Struktur des TI in der Nähe der Kanten der FM/AFM Lagen mittels Spin-auflösender Rastertunnelspektroskopie untersuchen, und (ii) die Abstands-abhängige, durch den topologischen Oberflächenzustand übertragene, magnetische Wechselwirkung zwischen den FM/AFM Lagen und magnetischen Atomen, die auf dem TI adsorbiert sind studieren. Vertikale Heterostrukturen werden durch Aufwachsen von dünnen undotierten TI Lagen auf magnetisch dotierten TI mittels MBE hergestellt. Hier werden wir insbesondere (i) die durch den magnetischen TI induzierte Änderung der Spin-abhängigen elektronischen Struktur an der Oberfläche des dünnen TI untersuchen, und (ii) die magnetische Wechselwirkung zwischen dem magnetischen Substrat und magnetischen Adatomen, die auf dem dünnen TI adsobiert sind, untersuchen. Das potentielle Ergebnis dieses Projektes ist ein detailliertes Verständnis der Grenzflächen zwischen FM/AFM und TIn und der durch den topologischen Oberflächenzustand übertragenen magnetischen Wechselwirkungen auf atomarer Skala.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1666: Topologische Isolatoren: Materialien - grundlegende Eigenschaften - Strukturen für Bauelemente
• Internationaler Bezug: Dänemark