Anomalous Hall Effect in thin Fe and FeNi layers on GaAs

Abstract

Diese Arbeit ist der Frage gewidmet, wie der anomale Anteil des Hall Effekts erklärt werden kann. Obwohl ausführliche Untersuchungen des Hall Effekts verfügbar sind, gibt es bisher keine vollständige Beschreibung des anomalen Teils. Um eine Grundlage für die Diskusion der Resultate zu gewährleisten, behandelt der erste Teil dieser Arbeit die verschiedenen theoretischen Aspekte und bestehenden Erklärungsversuche.<br />Als experimentelle Grundlage dienten Messungen an FeNi Schichten mit Dicken zwischen 10 und 25nm. Neben der Charakterisierung der erhaltenen Daten wird ein Vergleich mit Fe Schichten durchgeführt.<br />Schließlich wird die aktuelle theoretische Grundlage zur Beschreibung des Anomalen Hall Effekts dahingehend untersucht, ob die erhaltenen Daten korrekt beschrieben werden können.<br />

This work is dedicated to the question, how the anomalous part of the Hall Effect can be explained. Although extensive studies of the Hall Effect have been carried out, a complete and accurate description of its anomalous part is still not available. To deal with questions arising from the Anomalous Hall Effect, a comprehensive introduction to the different theoretical approaches is presented. While the Skew Scattering and Side Jump models are well known and accepted ideas, a third contribution, based on topological considerations will be introduced to overcome shortcomings in the present theoretical approach.<br />The argumentation in this work is based on Hall measurments on FeNi films with different thicknesses ranging from 25nm to 10nm. Apart from the characterisation of the obtained data, the results are compared with data obtained from measurements on pure iron films.<br />Finally the present theoretical approach will be analysed for its ability to describe the experimental results, or whether it is necessary to introduce a third contribution, namely the intrinsic Anomalous Hall Effect.<br />