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Um die Potenziale dieser auf TiO2-Filmen basierenden Hybridsysteme voll auszuschöpfen, ist der Einsatz fortgeschrittener experimenteller Methoden wünschenswert. Daher wird für dieses Projekt in erster Linie der Versuchsaufbau verwendet, der Pulslaserabscheidung (PLD) und winkelaufgelöste Photoemission (ARPES) an der SIS-Strahllinie (SLS, Paul Scherrer Institut) kombiniert. Gegenwärtig wird dieser Aufbau mit Instrumenten für Molekularstrahlepitaxie (MBE) und Rastertunnelmikroskopie (STM) erweitert.
Das vorgeschlagene Projekt hat das ehrgeizige Ziel, eine Routine zu entwickeln, um gleichzeitig Ladungsdichte und Spinstrukturen des 2DES an der TiO2-Oberfläche abzustimmen. Dies wird unter Ausnutzung der folgenden Ansätze erreicht:
1. Verwendung magnetischer Verunreinigungen. Herstellung der Dünnfilme aus Anatas-TiO2 mittels Pulsed Laser Deposition (PLD) mit verschiedenen Dotierungen magnetischer Verunreinigungen (Cr) im PLD-Target.
2. Über die Nähe zur magnetischen Pufferschicht. Durch die Nähe zur Magnetschicht kann eine magnetische Ordnung in Form eines Anatas-TiO 2 -Dünnfilms induziert werden.
3. Regulierung der Oberflächendotierung (Bandfiling) durch in situ Abscheidung von Alkaliatomen.
Das Ergebnis dieses Projekts wird zu mehreren technologischen Bereichen beitragen, die an der Spitze der Forschung in der Elektronik stehen, nämlich in der Spintronik und der Quantenelektronik. Die vorgeschlagene Forschung wird die neuen Eigenschaften und Potenziale von 2DEGs in Titanaten aufdecken, die die Kontrolle der Orbitalordnung und den Magnetismus kombinieren. Dieses Projekt wird eine neue Route für die Spintronik einleiten, die auf der Abstimmung der Spinpolarisation basiert, um so den Spintransport in neuartigen multifunktionalen Geräten steuern zu können.