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Contenuto archiviato il 2022-12-23

Tunning of exchange coupling with hydrogen: playground for study of low-dimensional magnetism

Obiettivo

The aim of the project is the investigation of the fundamental nature of low-dimensional magnetism using metallic multilayers with reversibly tunable (via hydrogen loading) interlayer exchange interaction. These systems present a new class of structures where continues transition from quasi-two-dimensional to three-dimensional magnetism can be realised experimentally.
We will grow Fe(Cr)/V superlattices of high epitaxial quality by magnetron sputtering and MBE techniques. Being placed into the hydrogen atmosphere, these systems accumulate hydrogen in the V spacer, increasing the V-lattice constant up to 10% in the direction perpendicular to the multilayer plane. Magnetic blocks (Fe or Cr) do not accept H and their spatial structure remains unchanged. As a result, interlayer exchange coupling between magnetic layers can be changed in Fe/V structures from ferromagnetic to antiferromagnetic and vice versa. Tuning of H concentration, which can be achieved by a slight variation of the external hydrogen pressure, leads to a continuous transition from quasi-two-dimensional to three-dimensional magnetic structure. This transition, including critical behaviour near the Curie point, will be studied using complimentary experimental methods (Polarised Neutron Reflectometry (PNR), MOKE, EXAFS, Anomalous Wide Angle X-ray Scattering (AWAXS), Resonant X-ray Magnetic Scattering, Mössbauer Spectroscopy, Magnetometer and Magneto-resistance and High frequency electromagnetic measurements). The magnetic and chemical structure of the interface, its dependence on the regimes of the epitaxial growth and annealing will be additionally studied in situ by Spin Polarised Secondary Electron Emission (SPSEE), Spin Polarised Auger Electron Spectroscopy (SPAES), and by Scanning Tunnelling Spectroscopy with atomic resolution.
The theoretical description will include modelling of the epitaxial growth and hydrogenation process with subsequent self-consistent calculations of magnetic structure on the basis of ab initio (TB LMTO, FP LMTO, FP LAPW) and model Hamiltonian approaches. Ab initio methods will be used for calculations of the set of model structures and fitting of the parameters of semi-empirical models, whereas model Hamiltonian calculations will be performed for systems, which include several thousands of non-equivalent atoms for realistic modelling of interface roughness and alloying. After taking a corresponding average it will allow to interpret the data of different experimental methods within the framework of one theoretical approach.
Detailed quantitative information about magnetic and chemical structures on the atomic scale and its evolution with hydrogen loading obtained using consistent experimental and theoretical studies will reveal new fundamental information on the Spin Density Wave material (Cr) and Ferromagnetic material (Fe) under conditions of continuous "reduction of dimensionality".

Campo scientifico (EuroSciVoc)

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Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

Dati non disponibili

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

Dati non disponibili

Coordinatore

Ruhr Universität Bochum
Contributo UE
Nessun dato
Indirizzo
Universitätsstr. 150
44780 Bochum
Germania

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Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

Nessun dato

Partecipanti (10)

Il mio fascicolo 0 0