Josephson-Kontakte mit ferromagnetischer Tunnelbarriere

Die Kopplung von Supraleiter und Ferromagnet erzeugt abhängig von den Randbedingungen eine Vielzahl neuer Transportzustände, die für zukünftige technische Anwendungen von Bedeutung sind. Der Josephson-Kontakt ist in diesem Kontext das elektronische Basis-Element. Im Falle einer ferromagnetischen Barriere liegt unter bestimmten Bedingungen eine Phasenverschiebung von Pi zwischen den Paarwellenfunktionen der zwei supraleitenden Elektroden vor. Dieser Pi-Kontakt ist zur Optimierung sogenannter Quantenbits von Bedeutung und wird als Phasenschieber in supraleitenden Digitalschaltungen eingesetzt. Besitzt die Barriere eine inhomogene Magnetisierungsstruktur, so kann sich unter bestimmten Bedingungen Triplett-Supraleitung ausbilden, der Suprastrom ist in diesem Fall spinpolarisiert. Beide Phänomene werden in dieser Arbeit beobachtet. Josephson-Kontakte mit NiCu-Barrieren zeigen einen eindeutigen 0-Pi-Übergang. In Kontakten mit Cu-Heusler-Barrieren konnte der Autor Hinweise auf Triplett-Supraleitung finden. Er vergleicht die Ergebnisse mit denjenigen, die er anhand von Josephson-Kontakten mit FeCo- respektive Co-Heusler-Barrieren gewinnen konnte.

Autorentext

Dirk Sprungmann, Dr. rer. nat.: Studium der Physik an der Ruhr-Universität Bochum mit Schwerpunkt Festkörperphysik, Promotion im Jahr 2010.