Manipulation und Detektion magnetischer Zustände mit spin-aufgespaltenen, kollinearen Antiferromagneten

• Antragsteller: Professor Dr. Sebastian Gönnenwein; Privatdozent Dr. Andy Thomas
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 490730630

Wir wollen experimentell zeigen, dass eine neue Klasse von Antiferromagneten mit spin-aufgespaltenen elektronischen Energiebändern -- aber gleichzeitig verschwindender Magnetisierung -- Ferromagnete beim Auslesen bzw. der Manipulation von magnetischen Zuständen in spintronischen Bauelementen ergänzen oder ersetzen kann. Das Projekt basiert auf den kürzlich von uns entdeckten, stark polarisierten Spinströmen, die in diesen spin-aufgespaltenen kollinearen Antiferromagneten fließen. Zentrale Ziele des Projekts sind der experimentelle Nachweis der elektrischen und thermoelektrischen Manipulation und Detektion magnetischer Zustände durch Spintransfer-Effekte bzw. Riesenmagnetowiderstand unter Verwendung dieser speziellen Antiferromagnete, sowie die Abbildung antiferromagnetischer Domänen durch den anomalen Nernst-Effekt. Mit unseren Experimenten wollen wir den Nachweis erbringen, dass mit diesen Antiferromagneten nun genau die spintronischen Funktionalitäten möglich sind, die man bisher ausschließlich mittels Ferromagneten darstellen konnte. Wir erwarten, dass die Benutzung von Antiferromagneten die Robustheit der Bauelemente erhöhen und ihre Komplexität verringern wird. Wir wollen zudem zeigen, dass semimetallische oder halbleitende spin-aufgespaltene Antiferromagnete wichtige neue Möglichkeiten für die effiziente thermoelektrische Energiegewinnung und magnetische Bildgebung eröffnen. Unser internationales Team blickt dabei auf eine Reihe erfolgreicher Kooperationen zurück und die komplementäre Expertise innerhalb des Teams passt ideal zu den Zielen des Projekts.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Tschechische Republik
• Kooperationspartnerinnen: Helena Reichlova, Ph.D.; Dr. Eva Schmoranzerová