Magnetoelastische Untersuchungen an magnetischen Dünnschichtsystemen mittels akustischer Oberflächenwellen

• Antragsteller: Professor Dr. Manfred Albrecht; Professor Dr. Achim Wixforth
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 391592414

Akustische Oberflächenwellen (OFW) stellen ein unkonventionelles und äußerst empfindliches Werkzeug zur Charakterisierung von magnetischen Dünnschichten bis in den GHz-Bereich dar. Hierbei ergeben sich vielversprechende Möglichkeiten die Magnetisierung mittels OFW gezielt auf kurzen Zeitskalen zu manipulieren. Dennoch wurde das obige Konzept in Kombination mit austauschgekoppelten dünnen Filmen in der Literatur noch nicht umfassend untersucht. Das vorliegende Projekt befasst sich zunächst mit der Untersuchung der magnetoelastischen Wechselwirkung von austauschgekoppelten magnetischen Dünnschichtsystemen, die auf einem piezoelektrischen LiNbO3 Substrat aufgebracht sind. Zum einen wird hierbei die Anregung von Spinwellen im Sub-GHz-Regime analysiert. Zum anderen wird die damit einhergehende Beeinflussung des Ummagnetisierungsprozesses untersucht.Aufgrund ihrer starken Magnetostriktion und magnetischer Anisotropie stellen amorphe ferrimagnetische TbFe-Dünnschichten ein weiteres hochinteressantes Materialsystem für OFW-Untersuchungen dar. Wird der Ferrimagnet zusätzlich an eine ferromagnetische Schicht gekoppelt, so wird der Ummagnetisierungsprozess von der Entstehung und Auslöschung einer Grenzflächen-Domänenwand begleitet. Dieser Prozess, einschließlich der magnetischen Domänenstruktur, soll unter dem Einfluss der OFW-Wechselwirkung untersucht werden.Des Weiteren wurde kürzlich in ferrimagnetischen Seltenerd-Übergangsmetall-Filmen eine optisch induzierte Magnetisierungsumkehr, welche durch zirkular polarisierte Femtosekundenlaserpulse verursacht wird, entdeckt. In diesem Fall wird die Umkehrrichtung der Magnetisierung allein durch die Helizität des Lichts und nicht durch ein externes Magnetfeld bestimmt. Hier wollen wir den Einfluss von OFW auf ultraschnelle Spin-Dynamik in Kombination mit Laserpulsen untersuchen. Für solch zeitaufgelöste Experimente erweist sich die Periodendauer der OFW als sehr vorteilhaft und erlaubt stroboskopische Messungen der zugrundeliegenden Wechselwirkung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen