SPP 2137:  Skyrmionics: Topologische Spin-Phänomene im Realraum für Anwendungen

• Fachliche Zuordnung: Physik ; Chemie ; Informatik, System- und Elektrotechnik ; Materialwissenschaft und Werkstofftechnik ; Mathematik
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 360506545

Das DFG Schwerpunktprogramm SPP2137 Skyrmionics fördert die Grundlagenforschung auf dem Weg zur Entwicklung von technologischen Anwendungen auf der Basis von topologischen Spin-Solitonen. Es beruht auf der Entdeckung von Skyrmionen-Gittern und einzelnen Skyrmionen in magnetischen Materialen, in denen aufgrund fehlender Inversionssymmetrien Dzyaloshinsky-Moriya Wechselwirkungen auftreten. Es umfasst weitere Materialklassen, insbesondere maßgeschneiderte dünne Schichten und Nanosysteme. Das Koordinationsprojekt des Schwerpunktprogramms verfolgt die Förderung des wissenschaftlichen Austauschs und wissenschaftlicher Kooperationen der beteiligten Arbeitsgruppen sowie mit der internationalen wissenschaftlichen Gemeinschaft. Um diese Ziele zu erreichen wird eine finanzielle Unterstützung beantragt für eine administrative Unterstützung, die Organisation von Klausurtagungen, die spezifische Ausbildung der beteiligten Nachwuchswissenschaftler, eine Sommerschule, eine internationale Tagung, Gleichstellungsmaßnahmen und Öffentlichkeitsarbeit.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Internationaler Bezug: Frankreich, Island

Projekte

• All-Oxid-Epitaxial-Heterostrukturen zur Erzeugung und Steuerung von topologischen Spin-Strukturen (Antragstellerin Lindfors-Vrejoiu, Ionela )
• Amorphe Ferrimagnete als Plattform für antiferromagnetische DMI Skyrmionen (Antragsteller Büttner, Felix ;  Radu, Florin )
• Antiferromagnetische Skyrmionen in ultradünnen Oxidfilmen (Antragstellerin von Bergmann, Kirsten )
• Antiskyrmionen auf Oberflächen durch anisotrope Dzyaloshinskii-Moriya-Wechselwirkungen (Antragsteller Fischer, Jeison )
• Bewegliche magnetische Skyrmionen in ultra-dünnen Filmen auf Supraleitern für konfigurierbare Majorana Zustände (Antragsteller Mokrousov, Yuriy ;  Wulfhekel, Wulf )
• Bewegung atomar-skaliger Skyrmionen mittels lateraler spinpolarisierter Ströme (Antragsteller Krause, Stefan )
• Die Steuerung magnetischer Skyrmionen in ionenstrahlmodifizierten Mehrlagenfilmen (Antragsteller Becherer, Markus )
• Elektrische Kontrolle von Skyrmionen und Antiskyrmionen in multiferroischen Nanostrukturen und epitaktisch gewachsenen Filmen (Antragsteller Kézsmárki, István )
• Emergente Elektrodynamik Topologischer Spintexturen (Antragsteller Pfleiderer, Christian )
• Erkennung von Skyrmionphasen in neuartigen Materialien für Spintronik mittels Neutronenstreuung (Antragsteller Inosov, Dmytro )
• Erzeugung, Manipulation und Wechselwirkung von magnetischen Skyrmionen (Antragsteller McCord, Jeffrey ;  Münzenberg, Markus ;  Waldorf, Konrad )
• Grenzflächenstabilisierte Skyrmionen in Oxidstrukturen für die Skyrmionik (Antragsteller Blügel, Stefan )
• Hybride dreidimensionale Solitonen für Anwendungen (Antragsteller Kiselev, Ph.D., Nikolai S. )
• iAFMskyrmionen- Intrinsische antiferromagnetische Skyrmionen aus ersten Prinzipien: Von der Stabilisierung, der Interaktion mit Defekten bis zum effizienten Nachweis (Antragsteller Lounis, Samir )
• In-situ Untersuchungen zum Magnetowiderstand an topologischen Spin-Solitonen im Transmissionselektronenmikroskop (Antragsteller Pohl, Darius ;  Rellinghaus, Bernd )
• Kontrolle topologischer Defekte in Raum und Zeit: Skyrmionen in oszillierenden Feldern (Antragsteller Rosch, Achim )
• Kontrollierte Erzeugung und Dynamik von topologischen magnetischen Texturen in Ferro- und Antiferromagneten (Antragstellerinnen Everschor-Sitte, Karin ;  Gomonay, Olena )
• Koordinationsfonds (Antragsteller Pfleiderer, Christian )
• Magnetische Skyrmion-Bubble-Hybride in Nanoschichten von metallischen Ferromagneten: Zusammenspiel magnetodipolarer und Dzyaloshinskii-Moriya Wechselwirkungen (Antragsteller Bogdanov, Alexei N. )
• Magnetochirale Transporteffekte in Skyrmionen (Antragsteller Mokrousov, Yuriy )
• Manipulation von einzelnen Skyrmionen und Skyrmionen Clustern mit elektrischen Strömen, Wärmeströmen, Mikrowellen und Magnonen (Antragsteller Back, Christian )
• Mesoskopische topologische Spintexturen, Spin- und topologischer Hall-Effekt in magnetischen dünnen Schichten und Heterostrukturen (Antragstellerin Felser, Claudia )
• Nichtgleichgewichtsquantendynamik stromgetriebener magnetischer Skyrmionen (Antragsteller Häusler, Wolfgang ;  Thorwart, Michael )
• Proximity-induzierte Effekte und neuartige Funktionalitäten in supraleitenden / ferromagnetischen Heterostrukturen mit magnetischen Skyrmionen (Antragsteller Eremin, Ilya )
• Skyrmionen in antiferromagnetischen und hochgradig anisotropen Umgebungen (Antragsteller Bode, Matthias )
• "Skyrmions in reduzierten Dimensionen: eine SPM-Analyse" (Antragsteller Eng, Lukas M. )
• Spektroskopie von Skyrmionen in Ferro- und Antiferromagneten (Antragsteller Pirro, Philipp )
• Spindynamik hybrider Skyrmion-Magnon Solitonen (Antragsteller Weiler, Mathias )
• Strom-induzierte Bewegung von Antiskyrmionen in dünnen Heusler-Legierungsschichten (Antragsteller Parkin, Stuart )
• Thermisch aktivierte Skyrmionen: von der individuellen zur kollektiven Dynamik (Antragsteller Kläui, Mathias ;  Nowak, Ulrich )
• Topologische Magnetisierungsdynamik in Skyrmion Materialien (Antragsteller Garst, Markus )
• Topologischer Nernsteffekt einzelner Skyrmionen (Antragsteller Schumacher, Hans-Werner )
• TOPSTONE - Topologische Solitonen In Frustrierten Magneten (Antragsteller Sinova, Ph.D., Jairo ;  Zarzuela, Ph.D., Ricardo )
• Untersuchung topologischer Spinstrukturen jenseits von Skyrmionen ausgehend von ab initio Rechnungen (Antragsteller Heinze, Stefan )

• Sprecher: Professor Dr. Christian Pfleiderer