Closed Cycle Tieftemperatur Vibrationsmagnetometer
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Gerät wird nach erfolgreicher Installation seit der letztendlichen Inbetriebnahme etwa zwei Jahre nach der Ausschreibung durch mehrere DoktorandInnen für die Messung von Magnetisierungskurven und magnetischen Anisotropien von dünnen magnetischen Schichtsystemen für künftige Elektronikanwendungen genutzt. Im Einzelnen wurden neue, ferri- und antiferromagnetische Schichtsysteme charakterisiert und hinsichtlich ihrer Eignung für das exchange bias sowie als Elektroden für magnetische Tunnelelemente überprüft. Dabei konnten wir auch zeigen, dass in ferrimagnetischen Schichtsystemen z.B. aus Mn3Ge in der tetragonal verzerrten Phase die Magnetisierung sich sehr gut durch Dotierung einstellen lässt. Diese Arbeiten wurden durch DFT-Rechnungen begleitet und der Beitrag des VSM war für den Erfolg der Arbeiten entscheidend. In weiteren Arbeiten wurden tetragonal verzerrte Heuslerverbindungen untersucht, die eine starke senkrechte magnetische Anisotropie zeigen und die sich grundsätzlich für den Einsatz in der Spinelektronik eignen können. Hier wurden in einer Promotion eine sehr große Anzahl verschiedener Stöchiometrien als Schichtsystem erzeugt und charakterisiert: Mn4–xFexGe (0.3 < x < 1), Mn3–xFexGa with (0.3 < x < 1). Zusätzlich wurden mit TiN als Keimschicht gewachsene Heuslerverbindung CO2FeAl sowie Fe2CoGe und Fe1.5CoGe im Bereich sehr kleiner Schichtdicken untersucht, bei denen eine durch die Grenzfläche zum MgO verursachte senkrechte Anisotropie vorliegt. Die Nutzung des Geräts ist seit der Inbetriebnahme sehr intensiv. Aufgrund der Automatisierung des Messvorgangs wird es in der Regel 24 Stunden täglich genutzt. Zurzeit werden mit Hilfe des Gerätes Messungen an spin-orbit-torque Systemen (amorphe Ferromagnete und Spin-Hall-Effekt-Schichten) durchgeführt, sowie magnetische Nanopartikel charakterisiert, die eine wesentliche Komponente für die Biosensorik sind.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Development of antiferromagnetic Heusler alloys for the replacement of iridium as a critically raw material, Journal Of Physics D-Applied Physics. 2017;50(44): 443001
A. Hirohata, T. Huminiuc, J. Sinclair, et al.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1088/1361-6463/aa88f4) - High-throughput screening for antiferromagnetic Heusler compounds using density functional theory, Physical Review Materials. Physical Review Materials 1, 034404 (2017)
Jan Balluff, Kevin Diekmann, Günter Reiss, Markus Meinert
(Siehe online unter https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.1.034404) - Integration of antiferromagnetic Heusler compound Ru2MnGe into spintronic devices, Applied Physics Letters 111, 032406 (2017)
Jan Balluff,Teodor Huminiuc, Markus Meinert, Atsufumi Hirohata, Günter Reiss
(Siehe online unter https://dx.doi.org/10.1063/1.4985179) - Large magneto-Seebeck effect in magnetic tunnel junctions with halfmetallic Heusler electrodes, Nat. Com. 8, 1626 (2017)
Alexander Boehnke, Ulrike Martens, Christian Sterwerf, Alessia Niesen, Torsten Huebner, Marvin von der Ehe, Markus Meinert Timo Kuschel, Andy Thomas, Christian Heiliger, Markus Münzenberg und Günter Reiss
(Siehe online unter https://doi.org/10.1038/s41467-017-01784-x) - Perpendicular magnetic anisotropy of TiN buffered Co2FeAl/MgO bilayers, Journal of Applied Physics 121, 223902 (2017)
Alessia Niesen, Jana Ludwig, Manuel Glas, Robin Silber, Jan-Michael Schmalhorst, Elke Arenholz, Günter Reiss
(Siehe online unter https://doi.org/10.1063/1.4984891) - Enhancing magnetic properties in Mn3Ge thin films by doping, Physical Review B 97, 014403 (2018)
Jan Balluff, Jan-Michael Schmalhorst, Elke Arenholz, Markus Meinert, Günter Reiss
(Siehe online unter https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.014403) - Evolution of the interfacial perpendicular magnetic anisotropy constant of the Co2FeAl/MgO interface upon annealing, Journal of Physics D: Applied Physics, 51, 165303 (2018)
Andres Conca Parra, Alessia Niesen, Günter Reiss, Burkard Hillebrands
(Siehe online unter https://doi.org/10.1088/1361-6463/aab5d8) - Structural, magnetic, and electrical properties of perpendicularly magnetized Mn4–xFexGe thin films,Journal of Applied Physics 123, 113901 (2018)
Alessia Niesen, Niclas Teichert, Tristan Matalla- Wagner, Jan Balluf, Niklas Dohmeier, Manuel Glas, Christoph Klewe, Elke Arenholz, Jan- Michael Schmalhorst, Günter Reiss
(Siehe online unter https://doi.org/10.1063/1.5020036)
