Spin polarized tunneling and spin injection in Fe-GaAs hybrid structures [Elektronische Ressource] / vorgelegt von Peifeng Chen

Spin polarized tunneling and spin injection inFe-GaAs hybrid structuresDISSERTATIONzur Erlangung des Doktorgrades der Naturwissenschaften(Dr. rer. nat.)der Naturwissenschaftlichen Fakulta¨t II - Physikder Universit¨at Regensburgvorgelegt vonPeifeng Chenaus Shanghai, ChinaRegensburg 2006Die Arbeit wurde angeleitet von: Prof. Dr. Werner WegscheiderDatum des Promotionskolloquiums: 19.09.2006Pru¨fungsausschuss: Vorsitzender: Prof. Dr. Jaroslav FabianErstgutachter: Prof. Dr. Werner WegscheiderZweitgutachter: Prof. Dr. Dieter WeissWeiterer Pru¨fer: Prof. Dr. Christian BackContentsAbstract 11 Introduction 31.1 A brief introduction to spintronics . . . . . . . . . . . . . . . 41.2 This thesis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Fundamental concepts of spin polarized tunneling 112.1 Ferromagnetism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2 Schottky Barrier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.2.1 Ideal metal-semiconductor contact . . . . . . . . . . . 132.2.2 Image force and surface states. . . . . . . . . . . . . . 142.3 Tunneling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.3.1 One dimensional rectangular barrier . . . . . . . . . . 152.3.2 WKB approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.3.3 Current density calculation . . . . . . . . . . . . . . . 172.3.4 Simmons Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.3.5 Determining the Schottky barrier height . . . .