Spintronik Devices Basierend auf Topologische Isolatoren

• Antragsteller: Professor Dr. Yoichi Ando
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398945897

Die Oberflächenzustände der Topologischen Isolatoren (TI) sind ungewöhnlich, weil elektrische Ströme direkt eine Spin-Polarisation erzeugen, deren Richtung senkrecht zur Stromrichtung einrastet. Daher stellen topologische Isolatoren eine vielversprechende Plattform für Spintronik-Anwendungen dar. In den vergangenen Jahren hat der Antragsteller eine Reihe von wichtigen Beiträgen zu diesem Forschungs¬gebiet geleistet, insbesondere bezüglich Materialien und Technologien für Bauelemente. Aufbauend auf diesen Ergebnissen soll sich dieses Projekt auf die Herstellung und Charakterisierung von Spintronik-Bauelementen konzentrieren. Dabei ist das Ziel, die Spintronik-Funktionalität topologischer Isolatoren zu untersuchen bzw. zu zeigen. Insbesondere sollen die folgenden zwei Zielsetzungen verfolgt werden: (I) Realisierung der Spin-Transistor-Funktion. Hierbei soll die Manipulation der Spins durch elektrostatisches Gating auf der Grundlage der von uns vorgeschlagen neuen Mechanismus gezeigt werden. (II) Annäherung an das Regime des ballistischen Spin-Transports, um die Effizienz der Spin-Erzeugung zu erhöhen. Das Erreichen dieser Ziele wird uns ermöglichen, das Potenzial von topologischen Isolatoren für Spintronik-Anwendungen auf einer konkreten Basis zu bewerten und somit die Fundamente legen für zukünftige, auf TI basierende Technologien.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen