Spinkaloritronik mit Supraleiter-Ferromagnet-Heterostrukturen

• Antragsteller: Professor Dr. Wolfgang Belzig
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 257730597

Das Ziel des Projektes ist das Potential supraleitender Heterostrukturen für spinkaloritronische Effekte auszuloten. Wie wir kürzlich theoretisch gezeigt haben sollten sehr große thermoelektrische Effekte durch ferromagnetische Elemente in supraleitenden Heterostrukturen ermöglicht werden. Die ebenfalls daraus folgenden Spintransportphänomene sollen hier weiter untersucht werden. Dazu betrachten wir sowohl dissipative durch Quasiteilchen getragene Spinströme als auch Spinsupraströme, die durch unkonventionelle Triplett-Paarung hervorgerufen werden, und deren Wechselwirkung mit thermischen Gradienten und elektrischen Spannungen. Zunächst werden wir die Größen der verschiedenen Kopplungen zwischen den unterschiedlichen Effekten in einer einfachen Multi-Kontaktstruktur berechnen. In Abhängigkeit der gefundenen Größenordnungen wollen wir aktive Strukturen vorschlagen, die eine Schaltfunktion realisieren. Beispielsweise sollte der (Spin-)Suprastrom durch einen Temperaturunterschied manipuliert werden oder die Kopplung zwischen Spin und thermischen Strömen durch einen magnetischen Fluss eingestellt werden können. Die Parameter der spin-aktiven Grenzfläche sind hierbei von zentraler Bedeutung für alle Teil des Projektes und wir hoffen zu eine kohärenten Beschreibung spinkaloritronischer Effekte beizutragen, indem wir experimentelle Untersuchungen mit Supraleitern anregen. Erste Abschätzungen zeigen, dass der thermoelektrische Koeffizient ZT~1 bei tiefen Temperaturen möglich sein sollte.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1538: Spin Caloric Transport (SpinCaT)