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dc.contributor.authorGruhl, Friederike
dc.date.accessioned2023-02-09T15:32:13Z
dc.date.available2004-06-22T07:12:33Z
dc.date.available2023-02-09T15:32:13Z
dc.date.issued2004
dc.identifier.urihttp://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hebis:26-opus-15879
dc.identifier.urihttps://jlupub.ub.uni-giessen.de//handle/jlupub/10129
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.22029/jlupub-9513
dc.description.abstractIm Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein Hochfeld-Meßsystem aufgebaut, in demMR-Messungen an Silberselenid-Schichten durchgeführt wurden. Generell gilt, daß sich in den hier untersuchten Schichten eine durchaus großeAbweichung von der Stöchiometrie findet (Ag2+ Se,> 10-2 - für Bulk-Proben dieserKonzentration findet Beck einen großen positiven MR-Effekt, der dem OMR ähnelt,aber wegen seines großen linearen Anteils nicht mehr exakt mit dem Zwei-Band-Modellbeschrieben werden kann), die aber nicht zu kettenförmigen Ausscheidungen wie in denBulk-Proben führt. Nicht zuletzt war die schwankende Silberkonzentration in denSchichten ein limitierender Faktor hinsichtlich der Reproduzierbarkeit der Proben, da esnicht möglich war, Schichten mit gezielt vorgegebenem Silberüber- oder -unterschußherzustellen.Zunächst wurden Messungen an Silberselenid-Schichten, die durch thermischesVerdampfen hergestellt wurden, durchgeführt. Da Selen in diesem Prozeß deutlichschneller verdampft als Silber, erhielt man auf diese Weise Proben sehrunterschiedlicher Zusammensetzung, was das ausführliche Studium der Abhängigkeitdes Magnetowiderstands von der Silberkonzentration erlaubte. Hier zeigte sich, daß inleicht unter-/ überstöchiometrischen Schichten die von Xu et al. gefundenen Effektenicht reproduziert werden konnten: Zum einen erreicht der Magnetowiderstand nicht diein [5] beobachteten hohen Werte, zum anderen tritt in den hier durchgeführtenMeßreihen kein ausschließlich linearer MR-Effekt auf, sondern für Felder bis zuwenigen Tesla findet man wie andere Arbeitsgruppen auch [11 - 14] stets einquadratisches MR-Verhalten. Darüber hinaus zeigte sich, daß der Probenwiderstandnicht nur von B sondern auch von der Temperatur abhängt. Insbesondere weisensilberreiche Schichten einen auf Phononen-Streuung basierenden linearen Anstieg desWiderstandes mit der Temperatur auf. In Schichten mit geringem Silberüberschußbeobachtet man dagegen einen Metall-Halbleiter-Übergang bei einer Erhöhung derTemperatur. Nichtsdestotrotz konnten die von Abrikosov bzgl. des QMR hergeleitetenAbhängigkeiten quantifiziert werden: Für eine verschwindende Temperaturabhängigkeitdes Widerstandes findet man ein bei immer niedrigeren Feldwerten beginnendes linearesMR-Verhalten der Silberselenid-Schichten. Bzgl. der beobachteten starken Streuung imMagnetowiderstand der Schichten konnte gezeigt werden, daß diese nicht alleine auf dieschwankende Silberkonzentration zurückzuführen ist, sondern auch auf die doch sehrunterschiedliche Struktur der Schichten. Insbesondere die variierende Kornstruktur derSchichten, die aufgrund der verschiedenen Oberflächen zu unterschiedlichenSilberausscheidungen führt, hat einen entscheidenden Einfluß auf die Änderung deselektrischen Widerstands im Magnetfeld. Abschließend wurden PLD-Proben untersucht. Hier handelte es sich um sehr dichteSchichten mit einer Silberkonzentration am Rande des Phasengebietes. An diesenProben wurde der Einfluß des Size-Effektes auf den Magnetowiderstand untersucht.Trotz einer starken Streuung des spezifischen Widerstandes aufgrund derunterschiedlichen Mikrostruktur und Silberkonzentration findet man in diesen Probeneine relativ gute Übereinstimmung mit dem klassischen Size-Effekt. Dies giltinsbesondere nach einer Korrektur der Meßwerte bzgl. der Silberkonzentration.Hierdurch konnte die Streuung um die anhand von Literaturdaten berechnete Kurvedeutlich reduziert, wenn auch nicht vollständig eliminiert werden. Aus diesen Daten undder klassischen Size-Effekt-Theorie kann nun die mittlere freie Weglänge in denSilberselenid-Schichten zu 140 nm ermittelt werden, was in derselben Größenordnungwie die in der Literatur angegebene liegt (Damodara Das: l = 128 nm, [25]). Die nachwie vor vorhandene Streuung der Widerstandswerte ist auch hier wieder auf eineunterschiedliche Mikrostruktur der Proben zurückzuführen.In Analogie zu den durch thermisches Verdampfen hergestellten Schichten findet manein mit der Literatur übereinstimmendes R(T)-Verhalten. Wieder beobachtet man denbereits beschriebenen Metall-Halbleiter-Übergang bei TC. Die Übergangstemperaturhängt hier allerdings nicht nur von der Silberkonzentration sondern auch von derSchichtdicke ab. Dazu wurden zwei Deutungsmöglichkeit aufgezeigt, von denen dieAnnahme einer kleiner werdenden Bandlücke mit abnehmender Schichtdicke nachDamodara Das [66] wahrscheinlicher ist, da eine Verschiebung derÜbergangstemperatur aufgrund einer höheren Silberkonzentration in den Schichten aucheine Abnahme des spezifischen Widerstandes der Proben beinhalten müßte, während inden hier durchgeführten Messungen eine Erhöhung des Widerstandes mit geringerwerdender Schichtdicke gefunden wurde.Das MR-Verhalten der PLD-Schichten entspricht dem in den bis dahin untersuchtenVerdampfungs-Proben. Überdies beobachtet man hier mit zunehmender Schichtdickeeinen starken Anstieg des MR-Effektes: Während der MR-Effekt für dünne Schichten(d < 100 nm) bei etwa 10 % liegt, findet man für Schichten mit d > 1µm durchaus Wertevon über 100 %, d.h. der MR-Effekt nähert sich hier langsam dem in Bulk-Probengemessenen (Xu: 370 % bei 5,5 T und 4,5 K, Beck: 200 % bei 8 T und 2 K). Dennochkann die beobachtete Abhängigkeit nicht mit der klassischen Theorie des Magneto-Size-Effektes erklärt werden: Obwohl die Proben einen Zyklotronradius von rC = 17 nmhaben, d.h. ein angelegtes Magnetfeld sollte, da rC d bzw. rC d in sehr dünnenSchichten, den Einfluß des Size-Effektes auf den spezifischen Widerstand vollständigaufheben, passiert dies definitiv nicht.In sehr dünnen Schichten (d < 20 nm) unterscheidet sich das MR-Verhalten signifikantvon dem bisher beobachteten: Statt des positiven MR-Effektes zeigen diese Probeneinen mit steigender Temperatur zunehmend negativeren Magnetowiderstand. Dabeikann, wie Verkippungs-Messungen belegen, ausgeschlossen werden, daß es sich hier umAnisotropie-Effekte handelt. Dieses MR-Verhalten wie auch der in Schichten mitd < 0 = 140 nm bei 4,2 K beobachtete 'low-field'-MR-Effekt lassen sich klassischnicht mehr erklären. In einem ersten Erklärungsversuch wurde deshalb zur Beschreibungdieser Phänomene der Einfluß der schwachen Lokalisierung auf den elektrischenWiderstand in dünnen Schichten diskutiert. Dies führte zu der Schlußfolgerung, daßdiese durchaus für die hier beobachteten Effekte verantwortlich sein kann.de_DE
dc.language.isode_DEde_DE
dc.rightsIn Copyright*
dc.rights.urihttp://rightsstatements.org/page/InC/1.0/*
dc.subjectMagnetowiderstandde_DE
dc.subjectSilberselenidde_DE
dc.subject.ddcddc:530de_DE
dc.titleMagnetowiderstandseffekte in Silberselenid-Schichtende_DE
dc.typedoctoralThesisde_DE
dcterms.dateAccepted2004-06-21
local.affiliationFB 07 - Mathematik und Informatik, Physik, Geographiede_DE
thesis.levelthesis.doctoralde_DE
local.opus.id1587
local.opus.instituteInstitut für Angewandte Physikde_DE
local.opus.fachgebietPhysikde_DE


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