Ferromagnetische Resonanz mittels spinpolarisierter Rastertunnelmikroskopie

• Antragsteller: Professor Dr. Wulf Wulfhekel
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 366208634

Ziel des Projekts ist es, eine neue experimentelle Methode zu entwickeln, die die lateral hochauflösende, spinpolarisierte Rastertunnelmikroskopie (Sp-STM) mit dem Spindiodeneffekt verbindet um lateral aufgelöste ferromagnetische Resonanz zu realisieren. Diese erlaubt die Magnetisierungsdynamik von individuellen magnetischen Nanoobjekten inklusive deren Eigenmoden zu beobachten. Wir mischen eine radiofrequente Spannung in den Tunnelkontakt um die magnetische Probe über den Spintorque-Effekt periodisch anzuregen. Wenn die Resonanzfrequenz der magnetische Struktur erreicht ist, mischen die periodischen Variationen der Tunnelwahrscheinlichkeit aufgrund des Tunnelmagnetowiderstands mit der periodischen Anregungsspannung zu einem Gleichstrom, der mit konventionellen Tunnelverstärkern beobachtet werden kann. Dieser Effekt wird auch Spindiodeneffekt genannt. In Vorarbeiten haben wir die frequenzabhängige Transmission der radiofrequenten Anregung kompensieren können, so dass als Funktion der Anregungsfrequenz eine konstante Anregungsspannung erreicht werden konnte. Wir konnten eine Resonanz in Skyrmionen beobachten. In diesem Projekt wollen wir den Frequenzbereich der Anregung von 3Ghz auf 13Ghz erweitern und die Anregungsamplitude um eine Größenordnung erhöhen. Dies erlaubt: 1. die Untersuchung der Gyration von einzelnen magnetischen Vortizes, 2. die Untersuchung von magnetischen Anregungen von Skyrmionen in Form von Gryatrions- und Atmungsmode sowie den Verglich zu numerischen Simulationen und 3. aus der Form der Resonanzkurve können die Anteile des transversalen und longitudinalen Spintorque-Effekts bestimmt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen