All-Oxid-Epitaxial-Heterostrukturen zur Erzeugung und Steuerung von topologischen Spin-Strukturen

• Antragstellerin: Dr. Ionela Lindfors-Vrejoiu
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 403504808

Die elektrische Feldmanipulation von topologischen Spinstrukturen ist die Hauptantriebskraft für diesen Vorschlag. Um dies zu erreichen, müssen topologische magnetische Texturen in Materialien stabilisiert werden, die isolierende oder schlechte Metalle sind, wie einige Perowskit-Metalloxide.Ein einzigartiges Mittel, physikalische Eigenschaften der Materie maßzuschneidern, besteht jedoch darin, künstliche Strukturen wie epitaktische Heterostrukturen herzu stellen, bei denen strukturelle Anpassungen und Grenzflächenkopplungen auftreten, die zusammen mit der gebrochenen Inversionssymmetrie die Eigenschaften der Heterostrukturen stark beeinflussen was zu neuen Eigenschaften führt.In den hier betrachteten speziellen Arten von Epitaxialheterostrukturen wollen wir Folgendes nutzen: Inhärente Inversionssymmetrie durch Interfacing, magnetische Anisotropie (als Kombination von magnetokristalliner Anisotropie und Dünnschichtwachstumsanisotropie) in einer ferromagnetischen Oxidschicht, und die Dzyaloshinskii-Moriya-Wechselwirkung (DMI) an der Grenzfläche mit einem Oxid mit großer Spin-Bahn-Kopplung. Sowohl die Größe des Grenzflächen-DMI als auch die magnetische Anisotropie sind abstimmbar, und daher müssen wir untersuchen, welche Kombinationen von Perowskit-Oxidschichten für topologische Spin-Strukturen geeignet sind.Die Kontrolle von topologischen Spin-Strukturen durch elektrische Felder wird in Rückfeld-elektrischen Feldeffekten auf den Hall-Widerstand der Heterostrukturen und in situ-Biasing-Experimenten im hochauflösenden Transmissionselektronenmikroskop untersucht.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2137: Skyrmionics: Topologische Spin-Phänomene im Realraum für Anwendungen
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Rafal E. Dunin-Borkowski; Dr. Andras Kovacs; Professor Dr. Paul H. M. van Loosdrecht
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Stefan Blügel; Professorin Dr. Regina Dittmann; Professor Dr. Lukas M. Eng; Professorin Dr. Marjana Lezaic; Professor Dr. Achim Rosch