Spinkalorischer Transport und thermischer Spin Transfer Torque in Dünnschicht-Nanostrukturen

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Back; Professor Dr. Christoph Strunk
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 197908182

Im Rahmen des Projekts Spinkalorischer Transport und thermischer Spin Transfer Torque in Dünnschicht-Nanostrukturen sollen zwei zentrale Aspekte der Spin-Caloritronic studiert werden. Auf der Basis der in der ersten Förderperiode entwickelten auf dünnen SiNX-Membranen präparierten Mess-Plattformen werden wir den Magnon-Beitrag zum thermischen Transport bei hohen Temperatur-Gradienten untersuchen. Insbesondere wollen wir die Temperatur- und Magnetfeldabhängigkeit aller vier Transport-Koeffizienten vermessen. Im System FeCo ist es möglich die Fermi-Energie über die Elektronendichte im d-Band in der Bandstruktur zu verschieben, während die Strukturparameter im Wesentlichen festgehalten werden. In PdNi ist es dagegen möglich die Curie-Temperatur über den Ni-Gehalt zu kontrollieren, und so die Elektron-Magnon-Kopplung zu beeinflussen. Weiterhin soll der Einfluss der Domänenwände auf den thermischen Transport studiert werden.Mit Hilfe derselben Mess-Plattform wollen wir den Effekt starker Temperaturgradienten auf die Domänen-Konfiguration untersuchen. Wir werden Mikrometer-große magnetische Elemente im Vortex-Zustand starken Temperatur-Gradienten aussetzen, um die Verschiebung des Vortex durch die thermisch induzierte Spintransfer-Torque zu beobachten. In einem verwandten Experiment wollen wir eine Dreifach-Schicht mit einer gepinnten Domänenwand in der oberen magnetischen Schicht durch Laserbestrahlung in senkrechte Richtung heizen. Wir erwarten, dass die thermisch induzierten Spinströme ein Drehmoment auf die gepinnte Domänenwand ausüben, und deren erzwungen Schwingung stroboskopisch durch weitausgelöste Kerr-Mikroskopie detektieren.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1538: Spin Caloric Transport (SpinCaT)