Breitband Infrarot-Spektrometer

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung in 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 432733812

Optische Spektroskopie ist eine der wichtigsten experimentellen Techniken des Lehrstuhls Experimentalphysik V und wird für verschiedene laufende und geplante Forschungsprojekte benötigt. Herausragende Beispiele sind der erstmalige Nachweis der generischen Anregungen von Multiferroika (Elektromagnonen und magnetoelektrische Spinwellenanregungen), die Entdeckung von Universalitäten im Austausch-induzierten Phononen-Splitting bei antiferromagnetischen Übergängen oder die Identifizierung von "Bethe-Strings" mittels THz-Spektroskopie in hohen magnetischen Feldern. Allerdings sind die derzeit genutzten Spektrometer mehr als 20 Jahre alt und entsprechen nicht mehr dem aktuellen Stand der Technik für Infrarot- und THz-Spektroskopie. Zudem werden sie zunehmend unzuverlässig, Support und Wartungsdienstleistungen von Seiten der Hersteller sind eingestellt und ihre Computersteuerung ist nur mit veralteter Systemsoftware und Hardware möglich. Daher ist ein baldiges Ende der Produktlebensdauer dieser beiden Geräte abzusehen.Das neue, im Rahmen dieses Antrages zu beschaffende Spektrometer verfügt über deutlich bessere experimentelle Möglichkeiten, was weitere Fortschritte in den Forschungsaktivitäten unserer Gruppe ermöglicht. Es ist essenziell für die Fortsetzung unserer sehr erfolgreichen Untersuchungen mittels optischer Spektroskopie, z.B. im Rahmen des Transregio TRR80 und des Schwerpunktprogramms SPP 2137. Zudem ist es Voraussetzung für die Realisation verschiedener geplanter, im Antrag beschriebener Projekte. Insbesondere ist das neue Spektrometer von entscheidender Bedeutung für die Untersuchung von Magnonmoden in Multiferroika und komplexen Magneten, für die Beobachtung antiferromagnetischer und magnetoelektrischer Domänen und für die Erforschung des dynamischen magnetoelektrischen Effekts und der damit verbundenen Erzeugung optischer Dioden in Multiferroika und magnetoelektrischen Materialien. Weitere Anwendungen sind die Detektion exotischer Anregungen in Quanten-Magneten, das Studium der polaren Dynamik in nicht-kanonischen Ferroelektrika und der Nachweis magnetisch getriebener struktureller Änderungen in Systemen mit gekoppelten Spin-, Ladungs- und Gitterfreiheitsgraden. Weitere Einsatzgebiete sind die Untersuchung von strukturellen Verzerrungen in Skyrmionen-Materialien (z.B. lakunare Spinelle) mittels der Änderung ihrer Gitterdynamik und elektronischen Bandstruktur, die Erkundung topologischer Bandstrukturen in Dirac-Materialien und die Erforschung der schnellen Dynamik in glasartiger Materie.Neben der exzellenten spektralen Auflösung und Bandbreite des neuen Spektrometers werden all diese Studien auch von den nur in diesem neuen Gerät implementierten Optionen zur breitbandigen optischen Mikrospektroskopie und Raman-Spektroskopie profitieren. Der optische Kryostat mit integriertem supraleitendem Magnet ist zudem essenziell für die Durchführung spektroskopischer Studien an magnetischen Materialien, die im Fokus unseres Interesses stehen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Breitband Infrarot-Spektrometer
• Gerätegruppe: 1830 Fourier-Transform-IR-Spektrometer
• Antragstellende Institution: Universität Augsburg
• Leiter: Professor Dr. István Kézsmárki