Spinstrukturen in Seltenen Erden dotierten dünnen Ferriten

Elektronen in niederdimensionalen Systemen wie Heterostrukturen, dünnen Filmen, Oberflächen und Grenzflächen sind das Herzstück vieler interessanter Phänomene. Eine zeitgemäße Nutzung von Ladungs-, Spin- und orbitalen Freiheitsgraden ist ein vielversprechendes Forschungsfeld auf Grundlagen- und Anwendungsebene. Von besonderem Interesse ist in diesem Zusammenhang die Magnonics, deren Hauptziel ist, die Spinwellenausbreitung in Nanomaterialien zu untersuchen und zu erforschen. Nicht-kollineare Spinstrukturen, wie z. B. magnetische Domänenwände, können auch ausgenutzt werden, um die Amplitude oder Phase von Spinwellen zu steuern. Weitere Funktionalitäten können durch Einbringen spezifischer magnetischer Dotierstoffe erreicht werden, um elektronische und magnetische Eigenschaften des Wirtsmaterials zu manipulieren. In nicht zentrosymmetrischen magnetischen Materialien oder dünnen Filmen kann eine spezifische Dotierung eine starke Dzyaloshinskii-Moriya-Wechselwirkung induzieren, wodurch topologisch geschützte magnetische Objekte wie Skyrmionen entstehen. Der Antrag zielt darauf ab, die atomare Struktur und die magnetischen Eigenschaften von ultradünnen reinen und dotierten Nickel-Ferrit-Schichten aus beiden Perspektiven experimentell und theoretisch zu untersuchen und insbesondere zu entwerfen. Es wird erwartet, dass ultradünne Filme, die entweder durch Molekularstrahlepitaxie oder durch Magnetronsputtern gitterangepasst auf anderen Spinellsubstraten gewachsen sind, eine bei weitem überlegene Kristallqualität gegenüber massiven Proben aufweisen. Unser Ziel ist es, die Wirkung der Dotierung mit Seltenerdmetallen zu untersuchen und in einem zweiten Schritt Elektronen in den Film einzuführen, um die Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida-Wechselwirkung zwischen den Seltenerd-Dotierstoffen zu verstärken. Das Ziel dieser Untergruppe von Experimenten ist es, die magnetischen Eigenschaften (z. B. Erhöhung der Übergangstemperatur, der Koerzitivkraft und der Remanenz) zu härten, die aufgrund der endlichen Probengröße in Bezug auf ein Volumen voraussichtlich abnehmen werden Probe.