ECOMAGICS - Electronic control of magnetization dynamics

Elektronische Steuerung Der Magnetisierungsdynamik

In diesem Projekt soll die Magnetisierung in metallischen Ferromagneten durch elektrische Felder in magnetischen Nanostrukturen gesteuert werden. Gegenüber magnetischen Feldern hat Verwendung elektrischer Felder prinzipiell zwei Vorteile:

(i) elektrische Felder sind relativ leicht abschirmbar in Nanostrukturen und ein signalübersprechen
zwischen benachbarten Speicherelementen ist vermeidbar und
(ii) da keine bzw. nur sehr geringe elektrische Ströme erforderlich sind, könnte sich so
ein deutlich niedrigerer Energieverbrauch von Spin-elektronischen Bauelementen realisieren
lassen.

Durch Anlegen eines elektrischen Feldes an der Oberfläche eines ultradünnen (d.h. nur wenige Atomlagen dicken) Ferromagneten kommt es zu einer Veränderung der elektronischen Struktur an der Grenzfläche (Umbesetzung der d-Zustände). Damit einher geht dann in geeigneten Proben auch eine Veränderung der magnetischen Anisotropie. Dieser Effekt soll in dem Projekt zur Anregung von Magnetisierungsdynamik verwendet und in seiner Amplitude optimiert werden.
Zum andern wird in dem Projekt die Wechselwirkung von Spinwellen mit Spin-polarisierten Strömen untersucht. Dazu werden akustische Oberflächenwellen durch elektrische Felder in piezoelektrischen Substraten generiert. Aufgrund der magneto-elastischen Kopplung können auf diese Weise propagierende Spinwellen in magnetischen Nanostrukturen angeregt werden. Über elektrische Ströme soll dann mittels Spin-Wellen-Doppler und Spin-Hall Effekten die Ausbreitung der angeregten Spinwellen gesteuert werden.