Lichtinduzierte Manipulation skyrmionischer Spintexturen

• Antragsteller: Professor Dr. Manfred Albrecht; Dr. Daniel Steil
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 575043137

Magnetische Spintexturen, insbesondere topologisch geschützte Spinobjekte wie Skyrmionen gelten als vielversprechende Bausteine für spintronische Speicher- und Logikbausteine sowie für die Realisierung neuromorpher Computer. Um skyrmionische Texturen technologisch nutzbar zu machen, ist zunächst ein umfassendes Verständnis der Methoden zur Detektion, Erzeugung/Vernichtung und Manipulation solcher Texturen notwendig. Das vorliegende Vorhaben möchte systematisch die Manipulation solcher Spinobjekte mit ultrakurzen Lichtpulsen untersuchen. Es werden zwei Schwerpunkte verfolgt. Zum einen soll die kohärente Dynamik nach der Laseranregung studiert werden. Hierzu existieren bisher nur in sehr beschränktem Umfang experimentelle Arbeiten, jedoch eine Vielzahl an theoretischen Vorhersagen. Wesentliche Themenfelder sind der Vergleich der Dynamik der verschiedenen Klassen von Skyrmionen (Bloch/Néel/Hybrid) mit verschiedenen Stabilisierungsmechanismen (dipolar/DMI), die Untersuchung dynamischer Anregungen komplexer Spinobjekte wie Antiskyrmionen und chiralen Bobbers und die Untersuchung der Kopplung zwischen Spinobjekten in dichten Anordnungen. Zum anderen sollen Untersuchungen der lichtinduzierten Nukleationsdynamik skyrmionischer Texturen in Fe/Gd-Multilagen und Eisengranaten die Mechanismen der Entstehung topologischer Spinobjekte durch Laseranregung in diesen Materialien aufklären. Die zentrale experimentelle Methode im Projekt ist dabei die zeitaufgelöste magnetooptische Kerr-Spektroskopie, welche durch mikromagnetische Simulationen und Lorentz-Mikroskopie mit optischer Anregung ergänzt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich
• Kooperationspartner: Dr. Sabri Koraltan