Nonlinear spin-wave dynamics and radiation properties of small Heusler devices

• Antragsteller: Dr. Oleksandr Serha
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 164481210

In diesem Projekt sollen grundlegende Aspekte der nichtlinearen Spindynamik und der Abstrahlung von Spinwellen in Heusler-basierenden Strukturen untersucht werden. Einige neue Heuslermaterialien, die im Rahmen der ASPIMATT-Initiative entwickelt werden bzw. in der vorangegangenen Forschergruppe 559 entwickelt wurden, zeigen im Vergleich mit gewöhnlichen magnetischen 3d-Metallen und Legierungen (z. B. Permalloy und CoFe) eine sehr geringe magnetische Dämpfung bei gleichzeitig hoher Spinpolarisation. Diese speziellen Materialeigenschaften führen zu einer Vergrößerung der Spinwellen-Propagationslänge und zu reduzierten Schwellenwerten für nichtlineare Prozesse. Sie eröffnen damit Möglichkeiten für neuartige Spinwellen-Bauelemente. Außerdem bieten diese Materialien neue Möglichkeiten zur Realisierung von Spin-Torque-basierenden Strukturen, die bei wesentlich kleineren Schwellströmen arbeiten. Mit Hilfe der Brillouin-Lichtstreumikroskopie werden in diesem Projekt zwei ineinandergreifende Themen behandelt: a) die Ausbildung und Kopplung von nichtlinearen Spinwellen-Moden in strukturierten Heusler-Filmen, die durch externe Mikrowellen-Magnetfelder angetrieben werden, und b) die nichtlineare Anregung, Abstrahlung und Ausbreitung von Spinwellen in aus Heuslermaterialien hergestellten Spin-Torque-Oszillatoren (einschließlich magnetischer „bullet“-Formierung), die im Projekt 4.1-B (Ando, Naganuma, Oogane) hergestellt werden. Diese Prozesse sollen auch im Kontext einer möglichen Anwendung, wie zum Beispiel einem Mikrowellenoszillator für die Chip-zu-Chip- oder intra-Chip-Kommunikation und einer direkten Informationsübertragung mit Spinwellen, untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 1464: ASPIMATT: Advanced spintronic materials and transport phenomena
• Beteiligte Person: Professor Dr. Burkard Hillebrands