Thermische Spintransfer-Torque-Dynamik und Tunnel-Magneto-Seebeck-Effekt in magnetischen Nanostrukturen

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Hans-Werner Schumacher
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 197648712

Nach theoretischen Vorhersagen bewirkt ein thermischer Gradient einen thermischen Spin-Torque auf die Magnetisierung magnetischer Nanostrukturen. Dieser thermische Spin-Torque wurde kürzlich auch für anwendungsrelevante magnetische Tunnelstrukturen theoretisch vorhergesagt, sein experimenteller Nachweis steht aber noch aus. Ziel des Projekts ist daher der experimentelle Nachweis des thermischen Spin-Torque in nanostrukturierten magnetischen Tunnelstrukturen. Dazu wird über Hochfrequenz- Magnetotransportmessungen die Präzessionsdynamik magnetischer Tunnelstrukturen untersucht. Veränderungen der Präzessionsfrequenz und Linienbreite in variablen thermischen Gradienten sollen Hinweise auf den thermischen Spin-Torque in diesen Systemen liefern. Durch spezielle Messungen im Zeit- und Frequenzbereich sollen die Beiträge, die durch thermische Gradienten und durch die Erhöhung der Gesamttemperatur hervorgerufen werden, separiert werden um so den Einfluss des thermischen Spin-Torque auf die Magnetisierungsdynamik in diesen Systemen erstmals eindeutig nachzuweisen und dessen Effizienz im Hinblick auf zukünftige Anwendungen zu analysieren. Neben diesen Hauptarbeiten zum thermischen Spin-Torque soll auch der in der ersten Phase des Schwerpunktprogramms nachgewiesene Tunnel-Magneto-Seebeck-Effekt weiter untersucht werden. Ziel dieser Arbeiten ist die erstmalige Messung und Untersuchung dieses Effects in lateraler Geometrie, um so erstmals eine quantitative Bestimmung des Magneto-Seebeck-Koeffizienten und weiterer anwendungsrelevanter thermoelektrischer Größen zu ermöglichen. Dieses Projekt erlaubt einen tiefen Einblick in neue vielversprechende Effekte im Bereich Spin-Kaloritronik und legt somit die Grundlagen für zukunftsträchtige neuartige Anwendungen der magnetischen Nanoelektronik.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1538: Spin Caloric Transport (SpinCaT)
• Internationaler Bezug: Portugal
• Beteiligte Person: Dr. Santiago Serrano-Guisan