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CORDIS - Forschungsergebnisse der EU
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Coupling of magnetization dynamics and superconducting state in artificial superconductor/ferromagnet hybrid structures

Projektbeschreibung

Interdependenz als Infragestellung der Geschichte zweier „Kräfte“

Hybride Werkstoffe aus zwei oder mehr verschiedenen Materialien auf Nanometer- oder Molekülebene sind aufgrund ihrer Interaktionen sowohl mit Chancen als auch mit Herausforderungen verbunden. Aufstrebende und spannende neue Eigenschaften können in der Forschung und für praktische Anwendungen genutzt werden. Allerdings kann es schwierig sein, ihre Interaktionen zu verstehen und folglich zu steuern. Seit einigen Jahrzehnten stehen hybride Supraleiter-Ferromagnete im Mittelpunkt reger Forschungsbemühungen. Darunter fallen auch faszinierende Kombinationen wie gekoppelte ferromagnetische und supraleitfähige Folien sowie magnetische Nanodrähte in supraleitfähigen Matrizen. Der Großteil der Forschung befasste sich mit den Auswirkungen des Ferromagneten auf den Supraleiter, weil davon ausgegangen wurde, dass es in umgekehrter Richtung keine Beeinflussung gibt. Das EU-finanzierte Projekt SUPER-MAGNONICS baut auf jüngsten theoretischen und experimentellen Belegen auf, die nahelegen, dass das nicht der Fall ist. Es verfolgt das Ziel, einige der spannenden Wege zu beleuchten, in denen Supraleitfähigkeit und Magnetisierung bidirektional gekoppelt sind.

Ziel

The proposal addresses a problem that has received very little experimental attention despite its fundamental and technological interest: the coupling between superconducting state and magnetization dynamics in artificial superconductor (S) / ferromagnet (F) hybrid structures. Most of the studies consider that the superconductor is very strongly affected by the interaction with a ferromagnet which, on the contrary, is in a static, equilibrium state and whose order parameter (the magnetization) remains unaffected. However, theoretical studies and a few recent experiments have shown that superconductivity can strongly affect ferromagnetism in various ways. This is the case for instance if one considers low-energy excitations of the magnetization (e.g. magnons), or if one looks at the relaxation from dynamic non-equilibrium states, e.g. the decay of the precession of the macroscopic magnetic moment.
In this regard, the proposal has two central objectives, which correspond to two mechanisms of coupling between superconductivity and magnetization dynamics, respectively of electromagnetic and electronic nature. The former objective is concerned with the experimental demonstration of electrical magnon excitation and detection in superconductor/ferromagnet hybrids, that will be applied to the design of dynamic magnonic crystals. Superconductors with different penetrations lengths and intrinsic flux pinning as well as various ferromagnets will be combined. The latter objective involves the understanding of spin pumping and spin diffusion effects in superconductors through ferromagnetic resonance and electrical detection. Special attention will be paid to the used of Yttrium Iron Garnet in insulating ferromagnet/superconductor interfaces, as it presents low intrinsic damping even in thin films. Further combinations with s-wave and d-wave superconductors as well as half-metal ferromagnets will also be explored in this context.

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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Finanzierungsplan

MSCA-IF -

Koordinator

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Netto-EU-Beitrag
€ 196 707,84
Adresse
RUE MICHEL ANGE 3
75794 Paris
Frankreich

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Region
Ile-de-France Ile-de-France Hauts-de-Seine
Aktivitätstyp
Forschungseinrichtungen
Links
Gesamtkosten
€ 196 707,84