Multiferroische Skyrmion Materialien

• Antragsteller: Professor Dr. Lukas M. Eng
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 347940645

GaV4S8 (GVS) stellt den ersten Vertreter einer neuen Klasse von multiferroischen Materialien mit herausragenden magneto-elektrischen Eigenschaften dar. So wurde kürzlich in GVS die Koexistenz eines Skyrmionen-Gitters (SkL) unter Anwesenheit von Ferroelektrizität nachgewiesen, was den Traum z.B. zur Realisierung von SkL-Speichermedien schaltbar durch elektrische Felder ungemein anheizt. Es fehlt aktuell allerdings an einem grundlegenden theoretischen und experimentellen Verständnis der Physik von Phasenübergängen, der Ordnung und Kopplung von Spins, etc. in GVS und den verwandten Verbindungen dieser lakunaren Spinels.Dieses gemeinsame Projekt zwischen Theoretikern aus Prag/Tschechien und Experimentalisten aus Dresden/Deutschland will sich daher fundamental um die statischen und dynamischen Eigenschaften von GVS und Verbindungen aus der gleichen Familie wie GeV4S8, GaMo4S8, GaV4Se8 kümmern. Hierzu kombinieren wir eine lokale Inspektion mittels verschiedener Rastersondenmethoden (SPM) zur Detektion von elektrischen Feldern, piezoelektrischer und magnetischer Ordnung sowie der optischen Eigenschaften, mit einer Skalen übergreifenden Modellierung, d.h. ab-initio Berechnungen, phase-field modeling, u.a.m.. Damit soll der Mechanismus einer magneto-elektrischen Kopplung ergründet und unter Applikation von externen Feldern mechanischer, elektromagnetischer oder optischer Art gezielt manipuliert werden. Wir erhoffen uns dadurch die Phasendiagramme der einzelnen Stoffe gezielt beeinflussen zu können, und so auch die Dynamik der Systeme fundamental anzugehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Tschechische Republik
• Mitverantwortliche: Dr. Susanne Kehr; Dr. Peter Milde
• Kooperationspartner: Dr. Jiri Hlinka