Thermische Spin-Transfer-Torques

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Alina Deac, Ph.D.; Privatdozent Dr. Jürgen Lindner
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 257853858

Die Spin-Kaloritronik ist ein neu eröffnetes Forschungsgebiet und umfasst Phänomene, die es ermöglichen, inhärent generierte Joulsche Wärme in mikroelektronischen Elementen nutzbar zu machen und dadurch schließlich eine völlig neue Generation von Green Information Technology (ICT)-Bausteinen zu begründen. Bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt wurde sowohl theoretisch vorhergesagt als auch experimentell gezeigt, dass Temperaturgradienten Spin-Ströme und Spin-Akkumulation in Ferromagneten (bekannt als Spin-Seebeck Effekt), Tunneln zwischen zwei durch einen Isolator getrennte Ferromagneten (Magneto-Seebeck Effekt) oder auch Spin-Injektion aus Ferromagneten hinein in Halbleiter (Spin-Seebeck Tunneln) hervorrufen können.Darüber hinaus wurde theoretisch vorhergesagt, dass durch thermische Gradienten induzierte Spinströme in MgO-basierten Tunnelkontakten hinreichend groß sind, um ein Schalten der Magnetisierung zu bewirken. Allerdings steht hierfür ein experimenteller Nachweis bis heute aus; möglicherweise weil Defekte an den Grenzflächen zwischen Ferromagneten und Tunnelbarriere die Größe der thermischen Drehmomente beträchtlich herabsetzen, und/oder die experimentell maximal erreichbaren Temperaturgradienten zu niedrig sind.Der von uns vorgeschlagene Ansatz beruhend auf der Vermessung von Resonanz-Eigenschaften in einem elektrisch isolierten System wird es uns ermöglichen, eine mögliche Existenz des thermischen Spin-Transfer-Torques nachzuweisen, selbst falls die Größe des Effekts beträchtlich kleiner ist, als erwartet. Zusätzlich wird unser Zugang es uns gestatten, die Winkelabhängigkeit sowohl der in-plane als auch der senkrechten Beiträge zu besagtem Effekt zu bestimmen und somit gleichsam einen Prüfstand für theoretische Modelle zu schaffen.

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