Spin orbit induced spin textures of unoccupied surface states on T1/Si(111)

Grenzflächenzustände von Spin-Bahn dominierten Systemen sind von besonderem Interesse für die Spintronik, d.h. Anwendungen bei denen der Elektronenspin zur Informationsverarbeitung genutzt wird. Im Fokus dieser Arbeit stehen die Spin-Bahn-aufgespaltenen Oberflächenzustände von Tl/Si(111)-(1×1). Mit...

Volltext Mehr ...
Weiterer Titel:Spin-orbit-induced spin textures of unoccupied surface states on T1/Si(111)
Verfasser: Stolwijk, Sebastian David
Weitere Beteiligte: Donath, Markus (Gutachter)
FB/Einrichtung:FB 11: Physik
Dokumenttypen:Dissertation/Habilitation
Medientypen:Text
Erscheinungsdatum:2014
Publikation in MIAMI:25.08.2014
Datum der letzten Änderung:25.08.2014
Angaben zur Ausgabe:[Electronic ed.]
Schlagwörter:Niedrigdimensionale Systeme; Elektronische Struktur; Oberflächenzustände; Spin-Bahn-Wechselwirkung; Rashba-Systeme; spinaufgelöste Inverse Photoemission Low-dimensional systems, electronic structure, surface states, spin-orbit interaction, Rashba systems, spin-resolved inverse photoemission
Fachgebiet (DDC):530: Physik
Lizenz:InC 1.0
Sprache:Englisch
Format:PDF-Dokument
URN:urn:nbn:de:hbz:6-72329481566
Permalink:https://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:6-72329481566
Onlinezugriff:diss_stolwijk.pdf
Inhaltsverzeichnis:
  • Abstract
  • Kurzfassung
  • 1 Introduction 1
  • 2 Spin-Orbit Interaction 5
  • 2.1 Spin-Orbit Interaction in Crystalline Solids . . . . . . . . . . . . 6
  • 2.2 Spin-Orbit Interaction at Surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
  • 3 Experiment 13
  • 3.1 Spin- and Angle-Resolved Inverse Photoemission . . . . . . . . . 15
  • 3.2 Experimental Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
  • 3.3 The Rotatable Spin-Polarized Electron Source . . . . . . . . . . 21
  • 3.3.1 Constructional Details and Quantization Axes . . . . . . 21
  • 3.3.2 Characterization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
  • 3.4 Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
  • 3.4.1 Ni/W(110) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
  • 3.4.2 Au(111) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
  • 4 Spin Textures on Tl/Si(111)-(1×1) 37
  • 4.1 Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
  • 4.2 The Sample System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
  • 4.2.1 Si(111) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
  • 4.2.2 Tl/Si(111)-(1×1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
  • 4.3 Results for the ¯ Г¯K(¯ Г¯K′) Direction . . . . . . . . . . . . . . . 50
  • 4.3.1 Theoretical Predictions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
  • 4.3.2 Occupied Surface States . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
  • 4.3.3 Unoccupied Surface States . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
  • 4.3.4 Spin Texture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
  • 4.3.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
  • 4.4 Results around ¯K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
  • 4.4.1 Unoccupied Valleys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
  • 4.4.2 Spin Texture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
  • 4.4.3 Occupied Valleys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
  • 4.4.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
  • 4.5 Results for the ¯ Г¯M Direction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
  • 4.5.1 Unoccupied Surface States . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
  • 4.5.2 Spin Texture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
  • 4.5.3 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
  • 4.6 Results for the ¯K ¯ M(¯K′ ¯ M) Direction . . . . . . . . . . . . . . . . 79
  • 4.6.1 Unoccupied Surface States . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
  • 4.6.2 Spin Texture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
  • 4.6.3 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
  • 4.7 Results around ¯M . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
  • 4.7.1 Spin Texture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
  • 4.7.2 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
  • 5 Summary/ Zusammenfassung 89
  • A Appendix 97
  • Bibliography 101
  • Publications and Presentations 121
  • Curriculum Vitae 125
  • Acknowledgement 127.

Ähnliche Einträge