Kontrollierte Erzeugung von Defekt-Induziertem Magnetismus (DIM) in graphit- und diamantbasierten Filmen.

• Antragsteller: Professor Dr. Pablo David Esquinazi; Professor Dr. Jan Meijer
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 330696097

Defekt induzierter Magnetismus (DIM) ist ein neues Phänomen in der Festkörperphysik, das ermöglicht, magnetische Ordnung über Raumtemperatur in bestimmten Atomgitterstrukturen aus nichtmagnetischen, halbleitenden oder isolierenden Materialien herzustellen, durch die Einführung von Gitterdefekten mit einer Dichte in der Größenordnung von 5%. Das Ziel dieses Antrags ist, DIM durch Bestrahlung in Graphit und Diamant-Dünnfilmen zu erstellen, in kleinem räumlichen Bereich und unter genau festgelegten Bedingungen. Die Herstellung von Defekten wird unter Verwendung kollimierter und fokussierter Ionenstrahlen, darunter einzigartige Nano-Implantationsvorrichtung und eines einzelnen Ionenbestrahlungssystems durchgeführt. Wir verfolgen Antworten mehrerer Fragen in Bezug auf dieses Phänomen zu beantworten, Antworten, die notwendig sind, um das Phänomen selbst zu verstehen und um die Effizienz zur Erzeugung von DIM zu erhöhen, beispielsweise: Wie entsteht die magnetische Ordnung als Funktion der Defektdichte? Wie groß ist die minimale Defektdichte für die Entstehung magnetischer Ordnung unterhalb einer bestimmten Temperatur? Kann man systematisch die Curie-Temperatur als Funktion der Fehlerdichte ändern? Wie stabil sind die Gitterdefekten, die zu DIM beitragen und wie schwächt die magnetische Ordnung nach Erreichen einer bestimmten Schwellendichte? Wie kann die Erzeugung der Defekte verbessert werden? Für die Messung des magnetischen Streufeldes, das durch einzelne oder mehrere Defekten auf Graphit und Diamant Proben erzeugt werden, werden wir ein Verfahren mit hoher Raum- und Feld-Auflösung, auf der Grundlage der optischen Erfassung von Kernspinresonanz von Stickstoff/Kohlenstoff-Leerstellen in Diamant anwenden. Wir werden die Magnetfeld-Empfindlichkeit dieses Verfahrens durch einen neuen Hard- und Software-Ansatz radikal verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Großgeräte: Arbiträrgenerator ; Helium-Vektormagnet Kryostat mit VTI ; Mikrowellen-Generator
• Gerätegruppe: 0120 Supraleitende Labormagnete ; 6040 Frequenz-Umformer (statisch) und Hochfrequenzgeneratoren ; 6300 Meßgeneratoren, Meßsender, Frequenznormale