Bewegung atomar-skaliger Skyrmionen mittels lateraler spinpolarisierter Ströme

• Antragsteller: Dr. Stefan Krause
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 403505835

In diesem Projekt werden wir atomar-skalige Skyrmionen in ihrer Wechselwirkung mit lateralen spinpolarisierten Strömen experimentell mittels spinpolarisierter Rastertunnelmikroskopie (SP-RTM) in Mehrfachspitzenanordnung untersuchen. Die Studien werden an Skyrmionen durchgeführt, die durch die Dzyaloshinskii-Moriya-Wechselwirkung an der Grenzfläche zwischen ultradünnen magnetischen Filmen und Schwerelementsubstraten stabilisiert werden. Die Filme bestehen aus nur wenigen epitaktisch auf einkristalline Oberflächen aufgebrachte atomare Lagen. Zwei der Rastersonden dienen als Kontakte für die kontrollierte Erzeugung lokaler spinpolarisierter Ströme in einem magnetischen Streifen. Skyrmionen-Gitter und einzelne Skyrmionen werden in ihrer Wechselwirkung mit lateralen spinpolarisierten Strömen mittels SP-RTM im Realraum untersucht. Die tunnelnde magnetische Sondenspitze wird hierfür zwischen den beiden Kontaktspitzen positioniert. Die Experimente werden unter Ultrahochvakuumbedingungen, bei variabler Temperatur zwischen 1 K und 100 K (perspektivisch bis zu Raumtemperatur) und in externen Magnetfeldern von bis zu 3 T durchgeführt. Die Proben werden in vacuo präpariert, um eine hohe Reinheit der ultradünnen magnetischen Filme und wohldefinierte homogene Grenzflächen zwischen den magnetischen Filmen und dem Substrat zu garantieren.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2137: Skyrmionics: Topologische Spin-Phänomene im Realraum für Anwendungen