Antiferromagneten für spinorbitronics durch ab-initio Theorie

• Antragsteller: Professor Dr. Yuriy Mokrousov
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 332785078

Das Potential von "spintronics" für Anwendungen und neuentstehende Technologien ist in den letzten Jahrzehnten erheblich gestiegen. Die Entdeckung der Spin-Orbit Wechselwirkung als grundlegende Quelle von transversalen Spinströmen führte zum aufregenden Forschungsgebiet "spinorbitronics". Während der Großteil der aktuellen Forschung auf dem Gebiet der spinorbitronics eng mit Para- und Ferromagneten verknüpft ist, wurden antiferromagnetische (AFM) Materialien in Bezug auf Spin-Orbit induzierte Transportphänomene und spinorbitronics Anwendungen bisher oftmals übersehen - trotz ihrer bemerkenswerten Eigenschaften wie magnetische Unsichtbarkeit, ultraschnelle Dynamik und Robustheit gegenüber magnetischen Feldern. Mit der Beobachtung, dass Antiferromagneten eine Quelle von beachtlichen transversalen Spinströmen sein können und dass eine rein elektrische relativistische Schaltung von gestaffelten AFM möglich ist, begann in den letzten Jahren die Entstehung des verheißungsvollen Felds der "antiferromagnetic spinorbitronics". In diesem Projekt nutzen wir die vorhersagekräftige ab-initio Theorie, welche Effekte durch die relativistische Kopplung von Strömen und Magnetisierung in AFM Heterostrukturen in einem gemeinsamen Rahmen vereint. Dies dient dem Zweck des Designs, des Verständnisses und der Entdeckung neuer relativistischer Effekte, die sich manifestieren in: (i) Spin Hall und anomalen Hall Effekten, Spin-orbit Torques und strominduzierter Spin Akkumulation; (ii) Ladungs- und Spinpump Effekten aufgrund der AFM Magnetisierungsdynamik; (iii) nichttrivialer orbitaler und chiraler Antwort von Antiferromagneten in Bezug auf strominduzierte Orbitalmagnetisierung und Dzyaloshinskii-Moriya Wechselwirkung. Unser ultimatives Ziel ist das Gestalten der Zukunft des Felds "antiferromagnetic spinorbitronics" durch die Vorhersage neuer Effekte sowie eine Erhöhung der Effizienz und verbessertes Material Design bei der elektrischen Kontrolle von Antiferromagnetismus.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Tschechische Republik
• Kooperationspartner: Professor Dr. Christian Back; Professor Dr. Tomas Jungwirth