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Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.25673/1654
Title: Optimization and modeling of the spin hall effect in dilute alloys - a theoretical study
Author(s): Herschbach, Christian
Advisor(s): Mertig, Ingrid, Prof. Dr.
Woltersdorf, Georg, Prof. Dr.
Sinova, Jairo, Prof. Dr.
Granting Institution: Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Issue Date: 2015
Extent: 1 Online-Ressource (123 Blatt = 3,08 MB)
Type: Hochschulschrift
Exam Date: 07.12.2015
Language: English
Publisher: Universitäts- und Landesbibliothek Sachsen-Anhalt
URN: urn:nbn:de:gbv:3:4-16418
Subjects: Online-Publikation
Hochschulschrift
Abstract: Diese Arbeit untersucht die extrinsischen Beiträge zum Spin-Hall-Effekt. Die Beschreibung der elektronischen Struktur basiert auf Dichtefunktionaltheorie mittels einer relativistischen Greenschen-Funktionsmethode nach Korringa, Kohn und Rostoker. Die Berechnungen zum elektronischen und Spintransport bezogen auf skew scattering, welche für ultradünne, mit Bismut dotierte Edelmetallfilme Anwendung fanden, wurden im Rahmen einer linearisierten Boltzmanngleichung durchgeführt. Die Berechnungen sagen riesige Spin-Hall-Effekte mit Spin-Hall-Winkeln bis zu 80% für Monolagenfilme voraus. Es wird gezeigt, dass die erforderliche Resonanzstreuung durch Verzerrung über Filmwachstum auf geeignetem Substrat eingestellt werden kann. Die Beschreibung von Volumensystemen verwendet ein verallgemeinertes Streuphasenmodell, welches ein subtiles Zusammenspiel zwischen Spin-Bahn- und Potentialstreuung in verschiedenen Drehimpulskanälen demonstriert. Erste Schritte in Richtung einer semiklassischen Beschreibung des side jump-Beitrages basierend auf ersten Prinzipien werden durch zwei Ansätze gemacht.
This work studies the extrinsic contributions to the spin Hall effect. The description of electronic structure is based on density functional theory by means of a relativistic Korringa-Kohn-Rostoker Green function method. The electronic and spin transport calculations for skew scattering applied to ultrathin bismuth-doped noble metal films are conducted in the framework of a linearized Boltzmann equation. The computations predict colossal spin Hall effects with spin Hall angles up to about 80% for one-monolayer films. It is shown that the required resonant scattering can be tuned by strain engineering, which deposits the film on an appropriate substrate. The description of bulk systems utilizes a generalized phase shift model, which demonstrates a subtle interplay between spin-orbit and potential scattering in different angular-momentum channels. First steps towards a semiclassical ab initio description of the side-jump mechanism are made by two approaches.
URI: https://opendata.uni-halle.de//handle/1981185920/8425
http://dx.doi.org/10.25673/1654
Open access: Open access publication
Appears in Collections:Physik

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