Aharonov-Bohm-Oszillationen in mesoskopischen metallischen Ringen: Einfluss magnetischer Verunreinigungen und eines inhomogenen Magnetfelds

R. Häussler1, H. v. Löhneysen1,2, C. Paschke1, H. B. Weber3 und E. Scheer4
1Physikalisches Institut, Universität Karlsruhe, 76128 Karlsruhe
2Forschungszentrum Karlsruhe, Institut für Festkörperphysik, 76344 Karlsruhe
3Forschungszentrum Karlsruhe, Institut für Nanotechnologie, 76344 Karlsruhe
4Fachbereich Physik, Universität Konstanz, 78457 Konstanz

Wir berichten über Oszillationen des Magnetleitwerts als Funktion eines äußeren Magnetfelds (Aharonov-Bohm-Oszillationen) in Cu-Ringen mit Durchmesser von etwa 1 mm und Stegbreite von etwa 80 nm. Eine mit 640 pm Mn dotierte Probe zeigt eine klare Signatur von h/e-Oszillationen, die jedoch einer Leitwertänderung von nur etwa DG = 2 ·10-4 e2/h entsprechen gegenüber DG = 5 ·10-2 e2/h für reine Cu-Proben ähnlicher Geometrie. Aufbringen eines ferromagnetischen Kerns aus Dy (Durchmesser 1 mm) direkt oberhalb des Cu-Rings (durch eine 30 nm dicke SiO2- Schicht von diesem separiert) erzeugt ein inhomogenes radiales Magnetfeld in der Ebene des Cu-Rings. Wir diskutieren die Möglichkeit einer dadurch hervorgerufenen Berry-Phase in den Aharonov-Bohm-Oszillationen.