Coulomb-Phasenphysik in künstlichem Spin-Eis

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Rafal E. Dunin-Borkowski; Dr. Katharina Ollefs
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 545505173

Ziel dieses Projekts ist die Untersuchung der Physik der Coulomb-Phasen in künstlichen Spin-Eis-Systemen. Insbesondere planen wir eine Reihe von Experimenten, die es uns ermöglichen, die Eigenschaften von Coulomb-Phasenanregungen, die sich wie magnetisch geladene Quasiteilchen verhalten, in Raum und Zeit zu untersuchen. Diese Quasiteilchen, die oft als magnetische Monopole bezeichnet werden, werden theoretisch durch die Gesetze der Elektrostatik beschrieben: Sie stoßen sich je nach der (magnetischen) Ladung, die sie tragen, ab oder ziehen sich an und wechselwirken über ein Coulomb-Potential auf große Entfernungen. Diese Eigenschaften (neben anderen, die wir ebenfalls untersuchen werden) sind jedoch noch nie direkt und eindeutig in einem experimentellen System sichtbar gemacht worden. Genau das wollen wir in diesem Projekt erreichen. Mit anderen Worten, wir schlagen vor, die Relevanz mehrerer theoretischer Vorhersagen, die in den letzten fünfzehn Jahren entwickelt und weitgehend im Bereich des frustrierten Magnetismus verwendet wurden, in zweidimensionalen frustrierten Arrays von wechselwirkenden Nanomagneten, die thermischen Fluktuationen ausgesetzt sind, experimentell zu testen, indem wir die Transmissionselektronenmikroskopie und die Röntgenmikroskopie einsetzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich, USA
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Mitverantwortlich: Amir Hossein Tavabi, Ph.D.
• Kooperationspartner: Dr. Thomas Feggeler; Dr. Nicolas Rougemaille