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Spinstrukturen in Seltenen Erden dotierten dünnen Ferriten

Spin structures in pure and rare earth doped thin ferrites

Arthur Ernst (ORCID: 0000-0003-4005-6781)
  • Grant-DOI 10.55776/I5384
  • Förderprogramm Einzelprojekte International
  • Status laufend
  • Projektbeginn 01.06.2022
  • Projektende 31.05.2026
  • Bewilligungssumme 507.360 €
  • Projekt-Website

DACH: Österreich - Deutschland - Schweiz

Wissenschaftsdisziplinen

Physik, Astronomie (100%)

Keywords

    Magnetism, Thin Films, Spin Structures, Oxides, Skyrmions, DFT

Abstract

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.

Forschungsstätte(n)
  • Universität Linz - 100%
Nationale Projektbeteiligte
  • Andreas Ney, Universität Linz , nationale:r Kooperationspartner:in
  • Martin Hoffmann, Universität Linz , nationale:r Kooperationspartner:in
Internationale Projektbeteiligte
  • Pawel Buczek, Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg - Deutschland
  • Holger L. Meyerheim, Max-Planck-Institut - Deutschland
  • Katayoon Mohseni, Max-Planck-Institut - Deutschland

Research Output

  • 123 Zitationen
  • 6 Publikationen
Publikationen
  • 2022
    Titel Light-Driven Topological and Magnetic Phase Transitions in Thin Layer Antiferromagnets
    DOI 10.1021/acs.jpclett.2c00070
    Typ Journal Article
    Autor Rodriguez-Vega M
    Journal The Journal of Physical Chemistry Letters
    Seiten 4152-4158
    Link Publikation
  • 2022
    Titel Observation of Néel-type skyrmions in acentric self-intercalated Cr1+dTe2
    DOI 10.1038/s41467-022-31319-y
    Typ Journal Article
    Autor Saha R
    Journal Nature Communications
    Seiten 3965
    Link Publikation
  • 2022
    Titel Exchange scaling of ultrafast angular momentum transfer in 4f antiferromagnets
    DOI 10.1038/s41563-022-01206-4
    Typ Journal Article
    Autor Windsor Y
    Journal Nature Materials
    Seiten 514-517
    Link Publikation
  • 2022
    Titel Skyrmion Echo in a System of Interacting Skyrmions
    DOI 10.1103/physrevlett.129.126101
    Typ Journal Article
    Autor Wang X
    Journal Physical Review Letters
    Seiten 126101
    Link Publikation
  • 2022
    Titel Coexistence of Strong and Weak Topological Orders in a Quasi-One-Dimensional Material
    DOI 10.1103/physrevlett.129.146401
    Typ Journal Article
    Autor Wang D
    Journal Physical Review Letters
    Seiten 146401
  • 2022
    Titel Skyrmion lattice hosted in synthetic antiferromagnets and helix modes
    DOI 10.1103/physrevb.106.104424
    Typ Journal Article
    Autor Wang X
    Journal Physical Review B
    Seiten 104424
    Link Publikation

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