Projektbeschreibung
Neue magnetische Phase könnte Spintronik-Anwendungen revolutionieren
Magnetisch geordnete Kristalle sind meist in zwei Phasen unterteilt: Ferromagnetismus und Antiferromagnetismus. In dem vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekt ALTERMAG wird eine dritte grundlegende magnetische Phase erforscht, die „Altermagnetismus“ genannt wird und Aspekte des Ferromagnetismus und des Antiferromagnetismus kombiniert. In Kristallen mit antiparalleler kompensierter magnetischer Ordnung, einem Merkmal des Antiferromagnetismus, zeigen Altermagnete starke zeitumkehrende Symmetriebrechungen und Spinaufspaltungen in elektronischen Bändern, ein typisches Merkmal des Ferromagnetismus. Das ALTERMAG-Team wird vor allem Materialien bestimmen, die Altermagnetismus aufweisen, und versuchen, deren anisotrope Natur zu verstehen. Die Projektergebnisse könnten einen neuen Weg in der Spintronik eröffnen und die Entwicklung von Geräten ermöglichen, die auf nichtrelativistischen spin-erhaltenden Phänomenen beruhen. Die Forschenden wollen auch altermagnetische gigantisch-magnetoresistive Mehrschichtspeicher und Einschichtspeicher im Nanomaßstab mit analogen Logik-in-Speicher-Funktionen vorstellen.
Ziel
Magnetically ordered crystals are traditionally divided into two basic phases -- ferromagnetism and antiferromagnetism. The ferromagnetic order offers a range of phenomena and device applications. The vanishing net magnetization in antiferromagnets is potentially favorable for spatial and temporal scalability of devices. Recently, our team and others have predicted instances of strong time-reversal symmetry breaking and spin splitting in electronic bands, typical of ferromagnetism, in crystals with antiparallel compensated magnetic order, typical of antiferromagnetism. Our central idea, resolving this apparent fundamental conflict in magnetism, is that symmetry classifies a third basic magnetic phase. Its alternating spin polarizations in both crystal-structure real space and electronic-structure momentum space suggest a term altermagnetism. We will demonstrate that altermagnets combine merits of ferromagnets and antiferromagnets, that were regarded as principally incompatible, and have merits unparalleled in either of the two traditional basic magnetic phases. In Objective 1 we will establish materials landscape of altermagnetism and, in Objective 2, show how its anisotropic (d-wave) nature enriches fundamental physics concepts of lifted Kramers spin-degeneracy, Fermi-liquid instabilities and electron quasiparticles. This will underpin our development of a new avenue in spintronics, elusive within the two traditional magnetic phases, based on strong non-relativistic spin-conserving phenomena, without magnetization imposed scalability limitations, and with complex functionalities. In Objective 3 we will demonstrate altermagnetic giant-magnetoresistive multi-layer memory devices. In Objective 4 we will realize logic-in-memory analog functionalities in single-layer nano-scale devices via atomically-sharp altermagnetic domain walls, written by pulses scaled down to femtoseconds, and forming networks of self-assembled atomic-scale giant-magnetoresitive junctions.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2022-ADG
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