Magnetische Materialien für chirale Phononen

• Antragsteller: Professor Dr. Manfred Albrecht
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 541503763

Die Erforschung der Physik chiraler Phononen für neuartige spintronische Anwendungen erfordert hochwertige Materialien mit ausgewählten magnetischen Eigenschaften. Wir werden daher das Wachstum und die physikalischen Eigenschaften verschiedener magnetischer Dünnschichtsysteme untersuchen. Sowohl von uns als auch von unseren Partnern in dieser Forschungsgruppe werden sowohl hoch magnetostriktive als auch niedrig dämpfende Dünnfilme benötigt und für verschiedene Experimente eingesetzt. In diesem Zusammenhang werden wir Dünnungsverfahren einsetzen und weiterentwickeln, um dünne Membranfilme aus Volumensubstraten zu erhalten, die beispielsweise für ultraschnelle Elektronenbeugungsexperimente geeignet sind. Die Methode basiert auf dem epitaktischen Dünnschichtwachstum magnetischer Materialien zusammen mit mechanischem Schleifen und anschließendem Ionendünnen. Als alternativer Ansatz werden Seltenerd-Eisen-Granate (RIGs), die sich durch eine geringe Gilbert-Dämpfung und große Magnonendiffusionslänge auszeichnen, auf wasserlöslichen Schichten hergestellt, um freitragende RIG-Membrane zu erzeugen. Die große Breite der zu untersuchenden Materialien wird es erlauben wichtige Erkenntisse zur Physik chiraler Phononen in der Forschungsgruppe zu erzielen. In einer weiteren Studie werden wir den phononischen Drehimpuls von akustischen Oberflächenwellen (SAW) zur Steuerung des Magnetismus einsetzen. Hierzu soll der Einfluss des Phononendrehimpulses der SAW auf den Magnetisierungszustand einer magnetischen Dünnschicht mit senkrechter magnetischer Anisotropie in Abhängigkeit von der SAW-Ausbreitungsrichtung (Phononendrehimpuls), der SAW-Leistung und der SAW-Frequenz untersuchen werden. Die Magnetisierungsänderung lässt sich dabei durch den anomalen Hall-Effekt und SAW-Transmissionsmessungen analysieren. Mit dieser Studie soll die Rolle chiraler Phononen in Hybridmaterialien im Gigahertz-Bereich bei der Übertragung des Drehimpulses der Phononen auf das Spinsystem genauer untersucht werden. Dies ist gerade im Hinblick auf Anwendungen in der spintronischen Datenverarbeitung von großer Bedeutung.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5844: Chirale Phononen für die Spintronik_ChiPS