Ab-initio Beschreibung von Transportkoeffizienten in Co/Cu-Vielfachschichten

Abstract

In der vorliegenden Arbeit werden der anomale Hall-Effekt, der Spin-Hall-Effekt, der Edelstein-Effekt, und der Spin-Orbit-Torque in ferromagnetisch / nichtmagnetischen-Vielfachschichten mit substitutionellen Defekten untersucht. Die Beschreibung der elektronischen Struktur der ferromagnetisch / nichtmagnetischen-Vielfachschichten erfolgt im Rahmen der Dichtefunktionaltheorie mithilfe einer vollrelativistischen tight binding KKR-Greenschen Funktionsmethode. Der elektronische Transport wird durch die linearisierte Boltzmann-Gleichung bestimmt. Als Beispiel werden Co/Cu-Vielfachschichten sowohl mit Eigendefekten (Cu, Co) als auch mit Fremddefekten (Ir, Au, Bi) an verschiedenen Atompositionen innerhalb der Vielfachschichten betrachtet. Ferner werden Co/Cu-Vielfachschichten einerseits mit Magnetisierung M senkrecht zur Co/Cu-Grenzfläche und andererseits mit Magnetisierung M parallel zur Co/Cu-Grenzfläche behandelt.

In this thesis, the anomalous Hall effect, the spin Hall effect, the Edelstein effect, and the spin orbit torque in ferromagnetic/nonmagnetic multilayers with substitutional impurities are considered. The description of the electronic structure of the ferromagnetic/nonmagnetic multilayers is based on density functional theory by means of a fully relativistic tight binding KKR-Green’s function method. The electronic transport is calcluated using the linearized Boltzmann equation. As an example, Co/Cu multilayers with intrinsic impurities (Cu, Co) as well as extrinsic impurities (Ir, Au, Bi) delta-distributed in different atomic layers within the multilayers are considered. Furthermore, Co/Cu multilayers are taken into account with magnetization M perpendicular to the Co/Cu interface on the one hand and with magnetization M parallel to the Co/Cu interface on the other hand.