Projektbeschreibung
Verbesserte Steuerung der Magnetisierung durch magnetoakustische spintronische Bauelemente
Alle Elementarteilchen bergen einen ihnen innewohnenden Spin. Bei den Elektronen ist das um seine Achse kreisende Elektron mit einem winzigen magnetischen Dipol verbunden. Diese werden bei organischen spintronischen Bauelementen für die Speicherung und Verarbeitung von Informationen genutzt. Die Steuerung des Spins wird üblicherweise durch angelegte magnetische oder elektrische Felder erreicht, doch die Verfahren stehen vor Hindernissen für eine effizientere Steuerung. Das bahnbrechende EU-finanzierte Projekt MAWiCS wird die Akustik nutzen, um diese Hindernisse zu überwinden und eine hocheffiziente Steuerung der Spindynamik durch magnetoakustische Manipulation der Magnetisierung in komplexen Spinsystemen zu erreichen. Die Ergebnisse werden nicht nur die Leistung verbessern, sondern auch Wege zu neuen Funktionen durch magnetoakustische spintronische Bauelemente ebnen.
Ziel
Spintronic devices perform information storage and processing based on the spin degree of freedom. Materials with complex magnetic order, such as ferrimagnets, antiferromagnets and chiral magnets are promising candidates for next-generation spintronic devices with ultrafast speed, enhanced robustness and unique functionalities. However, several fundamental obstacles prevent their efficient control with established approaches based on magnetic fields and electrical currents.
MAWiCS will overcome these obstacles by introducing the magneto-acoustic control of magnetization in these complex spin systems. The advantage of MAWiCS’ approach is based on the following hypotheses: Microwave frequency phonons can excite and control antiferromagnetic spin waves and magnetic skyrmions lattices with high efficiency. The uniaxial magnetic anisotropy induced by magneto-acoustic interactions can be used for full modulation of antiferromagnetic resonance frequencies. Magneto-acoustic waves can propagate in topologically protected skyrmion lattice edge-states with reduced magnetic damping.
MAWiCS will develop innovative experimental approaches to take advantage of symmetry, topology and exchange-enhancement effects for highly efficient control of spin dynamics in complex spin systems. Consequently, MAWiCS’ results will allow for the first time to:
1) Generate nanoscale spin waves from acoustic pulses in ferrimagnets and antiferromagnets.
2) Control skyrmions by acoustic lattices and realize nanoscale topological acoustics
3) Excite and detect antiferromagnetic spin waves by acoustic two-tone modulation
MAWiCS’ results will pave the way for the technological realization of magneto-acoustic spintronic devices, enable antiferromagnetic magnonics and realize topological magnon transport. Ultimately, MAWiCS will thus pioneer a new class of information technology concepts that do not only offer increased performance but also novel functionalities.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC - Support for frontier research (ERC)Gastgebende Einrichtung
67663 Kaiserslautern
Deutschland