Magnetoelektronik im ISG 3
1. Wachstum von Metall- und Oxidschichten, Herstellung von GMR- und TMR-Mehrschichtsystemen
Die Bedeutung von dünnen Schichten ist in den letzten Jahren aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften enorm gestiegen. Dünne Schichten zeigen gegenüber Volumenmaterialien stark veränderte und neuartige Eigenschaften. Aus technologischer Sicht hat sich dabei neben der Halbleiterforschung die Erforschung magnetischer Eigenschaften dünner metallischer Filme als ein weiteres großes Arbeitsfeld etabliert. Die Beherrschung von Schichtdicken magnetischer Materialien bis herab in den Nanometerbereich hat zur Entdeckung einer neuen Klasse von Magnetowiderstandseffekten geführt. 1988 fanden Grünberg und Fert einen neuen Magnetowiderstand-Effekt, der wegen seiner ernormen Größe als gigantischer Magnetowiderstand-Effekt (GMR, giant magneto resistance) bezeichnet wird und der sich durch vielseitige technische Einsetzbarkeit auszeichnet. Ein GMR-Baustein besteht aus mindestens drei Schichten, von denen die erste und die dritte aus einem ferromagnetischen Material bestehen, zum Beispiel Eisen oder Kobalt. Getrennt werden beide durch eine oft nur wenige Atomlagen dicke Zwischenschicht aus einem nichtmagnetischen Material wie Kupfer. Hochempfindliche Magnetfeldsensoren bestehen aus Stapelsystemen aus Co/Cu-Schichten oder anderen ferromagnetischen und nichtferromagnetischen Materien.
