Hochempfindliches SQUID-Magnetometer / AC-Suszeptometer

• Subject Area: Physik der kondensierten Materie
• Term: Funded in 2022
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 513830859

Magnetische Kenngrößen wie das magnetische Moment und die magnetische Suszeptibilität spielen für die Erforschung und Charakterisierung von magnetischen Materialien eine fundamentale Rolle. Mit dem hier beantragten SQUID-Magnetometer sollen dünne magnetische Filme und magnetische Heterostrukturen, Ensembles von magnetischen Clustern bzw. molekularen Magneten, sowie supraleitende Schichten auf ihre magnetischen Eigenschaften hin untersucht werden. Bei den geplanten Forschungsarbeiten spielen Proben mit ferrimagnetischer oder antiferromagnetischer Ordnung eine wichtige Rolle. Die zum Teil sehr kleinen magnetischen (Netto-)Momente dieser Proben lassen sich nur mit einem hochempfindlichen Magnetometer auf dem Stand der Technik überhaupt auflösen. Konkret wollen wir Magnetometrie-Messungen nutzen, um die Evolution des magnetischen Moments als Funktion von Magnetfeldstärke, Magnetfeldrichtung sowie Temperatur quantitativ zu messen. Neben der Bestimmung des Sättigungsmoments, der Remanenz und der magnetischen Koerzitivfeldstärken liefern solche Experimente auch wichtige Einblicke in den Ummagnetisierungsprozess und die magnetische Anisotropie der Proben. Diese Informationen sind wichtig, um die Probenherstellung zu optimieren, und um weiterführende Messungen zu analysieren und zu interpretieren. Außerdem wollen wir die Möglichkeit nutzen, gleichzeitig an ein und derselben Probe Magnetotransport- und Magnetisierungsdaten aufzunehmen, um das Wechselspiel zwischen magnetischen Eigenschaften und magnetoresistiver Antwort z.B. beim Verwey-Übergang in Magnetit oder beim anomalen oder topologischen Hall-Effekt in Ferromagneten und Antiferromagneten möglichst genau zu untersuchen. Schließlich wollen wir komplementär zur den Magnetometrieexperimenten anhand der magnetischen AC-Suszeptibilität auch magnetische Ordnungstemperaturen sowie die Existenz und Ausdehnung von verschiedenen magnetischen Phasen quantifizieren. Da der Imaginärteil der Suszeptibilität unmittelbar mit der magnetischen Dissipation verbunden ist, liefern solche Messungen zudem wichtige Informationen für die Analyse von magnetischen Fluktuationsphänomenen, wie sie an der Universität Konstanz von mehreren Arbeitsgruppen untersucht werden.

• DFG Programme: Forschungsgroßgeräte
• Major Instrumentation: Hochempfindliches SQUID-Magnetometer und AC-Suszeptometer
• Instrumentation Group: 0150 Geräte zur Messung der magnetischen Materialeigenschaften
• Antragstellende Institution: Universität Konstanz
• Leiter: Professor Dr. Sebastian Gönnenwein