Elektrisch manipulierte ferrimagnetische Skyrmionen: Entstehung, Studie der dynamischen Eigenschaften und Detektion

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Back
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 448615609

Im geplanten Vorhaben sollen Skyrmionen in Dünnschichtheterostrukturen aus magnetischen 3d-Übergangsmetallen und seltenen Erden untersucht werden. Ferrimagnetische Schichtsysteme oder Legierungen können in einem bestimmten Temperatur- und Kompositionsbereich ferrimagnetische Skyrmionen ausbilden, die auch am Kompensationspunkt der Magnetisierung sowie am Kompensationspunkt des Drehimpulses stabil sind. Am Kompensationspunkt geht der sogenannte Skyrmionen Hall Winkel, der ein Maß für die seitliche Ablenkung der Skyrmionen unter Einwirken einer Kraft ist, gegen Null gehen und so sollte in ferrimagnetsuchen Skyrmionen eine geradlinige Bewegung beobachtet werden können.Im diesem Projekt soll zunächst das Phasendiagram ferrimagnetischer Schichtsysteme und Legierungen mittels Lorentz Transmissionselektronenmikroskopie untersucht werden, um die Optimierung der mittels Sputter-Deposition hergestellten Schichten zu ermöglichen. Dann wird in geeigneten Nanostrukturen die Entstehung und Manipulation von Skyrmionen statisch sowie zeitaufgelöst untersucht. Schließlich soll in einem Skyrmionen-Racetrack auch die elektrische Detektion der Skyrmionen mit dem Tunnel-Magnetwiderstand realisiert werden, sowie ein Skyrmionen-Racetrack-Prototyp demonstriert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Partnerorganisation: National Natural Science Foundation of China
• Kooperationspartner: Professor Na Lei, Ph.D.