Hot electron transport in metallic spin valve and graphene-silicon devices at the nanoscale

In het huidige tijdperk van nanotechnologie zijn individuele atomen, de lading en spin van enkele elektronen van groot belang voor de ontwikkeling van nieuwe devices voor de halfgeleider industrie. De alom erkende ‘wet van Moore’, die een maat is voor de ontwikkelingen binnen de halfgeleider industrie, voorspelt dat deze trend afneemt tegen het einde van 2013. Om de trend toch door te zetten heeft de International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) haar pijlen gericht op nieuwe materialen met nieuwe of meerdere functionaliteiten en nieuwe methodes om de nanoschaal eigenschappen te onderzoeken. De spintronika op de nanoschaal biedt ons nieuwe mogelijkheden voor devices van de `Beyond Moore' technologie. Grafeen, een twee-dimensionaal materiaal gemaakt van een laag koolstofatomen, gerangschikt in een honingraat structuur, blijkt een veelbelovend materiaal voor spintronisch onderzoek. Spintronische, elektronische en optoelektronische devices brengen noodzakelijkerwijs het transport van hete elektronen met zich mee. Hete elektronen worden vaak gebruikt om verschillende aspecten te bestuderen van spin-afhankelijk transport en om de relevante transport parameters en verstrooiing mechanismes te karakteriseren in verschillende transitie-metaal ferromagneten en normale metalen in spintronika devices gebaseerd op halfgeleiders. Het onderzoek beschreven in dit proefschrift heeft als doel het doorgronden van heet elektron transport in metallische spin valves en grafeen-silicium devices op de nanoschaal. De gepresenteerde resultaten geven nieuwe inzichten in zowel spin-onafhankelijke en spin-afhankelijke verstrooiing van hete elektronen in diverse spintronische devices. Het Gr/Si grensvlak wordt als uniek beschouwd, met verscheidene nieuwe fenomenen die nog niet eerder zijn onderzocht. De techniek voor karakterisatie op nanoschaal, die in dit proefschrift gebruikt wordt, zal een belangrijke vereiste blijven voor het fabriceren en bestuderen van vaste stof devices.