Nichtlineare Spinwellen in mikro- und nanoskopischen Magnetsystemen basierend auf magnetischen Isolatoren

• Antragsteller: Dr. Vladislav Demidov; Professor Dr. Georg Schmidt
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 529812702

Das Hauptziel dieses Projekts ist die Erforschung des Potenzials magnetischer Nanosysteme mit geringer Dämpfung für nichtlineare Physik und ihre technische Anwendung. Insbesondere werden wir im Rahmen dieses Projekts verschiedene nichtlineare Intra- und Intermodenwechselwirkungen untersuchen, die in mikroskopischen Systemen deutlich verstärkt werden. Durch die Nutzung magnetischer Nanostrukturen mit maßgeschneiderten nichtlinearen Eigenschaften und Dispersionen werden weitere Möglichkeiten entwickelt, diese Wechselwirkungen zu kontrollieren und weiter zu verstärken. Neben der Erforschung der Grundlagen werden wir uns vor allem auf Anwendungsaspekte konzentrieren, die für das aufstrebende Gebiet der Magnonik von entscheidender Bedeutung sind, das Spinwellen für die Übertragung und Verarbeitung von Informationen im Nanomaßstab nutzt. Hierzu gehört die Nutzung nichtlinearer Effekte zur Anregung kurzwelliger Spinwellen, die mit herkömmlichen linearen Mechanismen nur schwer zu erreichen ist, sowie die Verstärkung von Spinwellen und Spinwellenpaketen durch parametrische Wechselwirkungen und nicht-stationäre Effekte. Zusätzlich wird die Anwendbarkeit dynamischer Spinwellen-Solitonen für Informationsübertragung mit hoher Datenrate im Nanomaßstab untersucht. Alle Experimente werden an YIG Mikrostrukturen durchgeführt, die durch einen vor kurzem durch einen der Partner entwickelten Lift-off-Prozess hergestellt werden. Dieser ermöglicht nicht nur die Herstellung lateral strukturierter Filme sondern auch dreidimensionale Strukturen mit modulierter Dicke, wodurch eine effiziente lokale Anpassung der Dispersionseigenschaften von Spinwellen ermöglicht wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen