Untersuchung der magnetischen Anisotropie in antiferromagnetischen Mangan-Nitriden

• Antragsteller: Professor Dr. Markus Meinert
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 389563477

In spinelektronischen Bauelementen, wie z.B. Festplatten-Leseköpfen oder neuen nichtflüchtigen Speichern, finden nach aktuellem Stand der Forschung antiferromagnetische Materialien Verwendung, die einen Anteil an teuren Edelmetallen enthalten. Die antiferromagnetischen Nitride MnN und Mn3N2 stellen dazu eine vielversprechende Alternative dar, wie wir in ersten Experimenten zum Exchange Bias mit diesen Materialien zeigen konnten. Darüber hinaus zeigen Berechnungen der magnetischen Anisotropie, dass kleine Änderungen des Verspannungszustands beim Schichtwachstum in MnN dazu führen, dass die magnetisch leichte Richtung gedreht wird. Damit steht ein einzigartiges Modellsystem zur Verfügung, in dem der Zusammenhang zwischen magnetisch leichter Achse des Antiferromagneten und dem Exchange Bias untersucht werden kann. Im hier vorliegenden Projekt geht es um ein detailliertes Studium der magnetischen Anisotropie in MnN und des Zusammenhangs zwischen Kristalleigenschaften und beobachtetem Exchange Bias. Ein Teil des Projekts zielt auf die Untersuchung von Mn3N2 ab, für das eine große magnetische Anisotropie vorhergesagt ist. Diese würde es erlauben, Mn3N2 als preiswerten und umweltfreundlichen Ersatz für konventionelle antiferromagnetische Materialien einzusetzen. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Untersuchung epitaktischer MnN und Mn3N2 Schichten um ein detailliertes Verständnis für die Mechanismen zu erhalten, die das Exchange Bias in diesen Systemen dominieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen