Design and time-resolved magneto-optical advanced characterization of Heusler compounds with large Spin-Orbit Coupling
具有大自旋轨道耦合的 Heusler 化合物的设计和时间分辨磁光高级表征
基本信息
- 批准号:237316929
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Units
- 财政年份:2013
- 资助国家:德国
- 起止时间:2012-12-31 至 2014-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This project will focus on the interplay of exchange and spin-orbit interaction in advanced, Heusler-based materials. As the energy scale of exchange and spin-orbit interaction in magnetic materials corresponds to the sub-picosecond scale in the time-domain, time-resolved studies with femtosecond resolution are the ultimate tool in order to gain access to the interplay of those two important interactions for spin-relaxation.We will design new Heusler compounds with extremely large spin-orbit coupling, synthesize these compounds, and perform basic characterization. Advanced characterization will be performed by means of time-resolved magneto-optical methods, giving access to the ultrafast demagnetization as well as to the ultrafast magnetization switching in materials with specifically engineered spin orbit coupling as well as perpendicular anisotropy. The knowledge about spin-dependent electron dynamics acquired in such experiments can be easily transferred to interpret more general spintronics phenomena where magnetization is influenced by currents or vice-versa.The project is organized into two subprojects:a) Design of Heusler compounds with large Spin-Orbit Couplingb) Time-resolved magneto-optical characterization of Heusler compounds with large Spin-Orbit CouplingThe goal of the first subproject is the design and investigation of new compounds with extremely large spin-orbit coupling for potential applications in spintronic devices. Large spin-orbit coupling can be expected for Heusler compounds comprising high-Z elements. Especially, Heusler compounds with Sn and/or Bi on the Z-position and Pd, Pt, Ir, Ru, Rh, and Au are potential candidates. Several possible ferro- and ferrimagnetic compounds will be synthesized and investigated within the project such as X2YBi (with X= Pd, Pt, Ir, Ru, Rh, Au and with Y=TM) with cubic as well as Mn2YSn and Mn2YBi (with Y= Pd, Pt, Ir, Ru, Rh, Au) with tetragonal structure. Targets will be provided for the thin films and devices groups. In the last year of the project we will try to design a Heusler compound which is suitable for all-optical switching. This effect has been achieved up to now only in the ferrimagnetic compound GdFeCo. We will try to achieve this goal by using in the first step a Heusler compound with Gd and in the second step to exchange the Gd by Mn to end up in a rare earth free compound for all-optical switching applications.The goal of the second subproject is the advanced characterization. We will study ultrafast magnetization dynamics and the feasibility of ultrafast all-optical switching in the advanced Heusler materials optimized in subproject a). Ultrafast magnetization dynamics will be probed with the time-resolved magneto-optical Kerr effect (TR-MOKE) on specifically designed materials with fixed valence number but tunable spin-orbit coupling. This will allow pinpointing the role of spin-orbit coupling in the ultrafast demagnetization process and provide vital information about the microscopic origin of spin relaxation in advanced Heusler materials. The feasibility of alloptical switching will be tested on specifically designed ferrimagnetic Heusler compounds to verify the feasibility of this process in technologically relevant materials with high perpendicular magnetic anisotropy.
该项目将重点研究基于豪斯勒的先进材料中交换和自旋-轨道相互作用的相互作用。由于磁性材料中交换和自旋-轨道相互作用的能量尺度对应于时间域中的亚皮秒尺度,飞秒分辨率的时间分辨研究是获得这两个重要相互作用相互作用的最终工具。我们将设计具有极大自旋-轨道耦合的新的Heusler化合物,合成这些化合物,并进行基本表征。先进的表征将通过时间分辨磁光方法进行,从而获得具有特殊设计的自旋轨道耦合和垂直各向异性的材料中的超快退磁和超快磁化转换。在这类实验中获得的与自旋相关的电子动力学知识可以很容易地用来解释更一般的自旋电子学现象,即磁化强度受电流影响或反之亦然。项目分为两个子项目:a)具有大自旋轨道耦合的Heusler化合物的设计;b)具有大自旋轨道耦合的Heusler化合物的时间分辨磁光表征第一个子项目的目标是设计和研究具有极大自旋轨道耦合的新化合物,以实现在自旋电子器件中的潜在应用。对于包含高Z元素的Heusler化合物,可以预料到大的自旋-轨道耦合。特别是Z位含有锡和/或铋的Heusler化合物以及Pd、Pt、Ir、Ru、Rh和Au是潜在的候选者。本项目将合成和研究几种可能的铁磁性和亚铁磁性化合物,如具有立方结构的X2YBi(X=Pd,Pt,Ir,Ru,Rh,Au,Y=Tm)以及具有四方结构的Mn2YSn和Mn2YBi.将为薄膜和器件组提供靶材。在项目的最后一年,我们将尝试设计一种适合于全光交换的Heusler化合物。到目前为止,这种效应只在亚铁磁性化合物GdFeCo中实现。我们将尝试通过在第一步中使用Heusler与Gd的化合物,并在第二步中将Gd与Mn交换以最终得到用于全光开关应用的无稀土化合物来实现这一目标。第二个子项目的目标是高级表征。我们将研究超快磁化动力学和在a)子项目中优化的先进的Heusler材料中实现超快全光开关的可行性。超快磁化动力学将被用时间分辨磁光Kerr效应(tr-MOKE)对特定设计的具有固定价数但自旋-轨道耦合可调的材料进行探测。这将有助于准确地确定自旋-轨道耦合在超快退磁过程中的作用,并提供关于先进Heusler材料中自旋驰豫的微观起源的重要信息。全光开关的可行性将在专门设计的亚铁磁性Heusler化合物上进行测试,以验证该工艺在具有高垂直磁各向异性的技术相关材料上的可行性。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Privatdozent Dr. Benjamin Balke其他文献
Privatdozent Dr. Benjamin Balke的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Privatdozent Dr. Benjamin Balke', 18)}}的其他基金
Nanostructured Heusler-compounds as model systems for thermoelectric materials
纳米结构赫斯勒化合物作为热电材料的模型系统
- 批准号:
121583221 - 财政年份:2009
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Priority Programmes
相似国自然基金
SERS探针诱导TAM重编程调控头颈鳞癌TIME的研究
- 批准号:82360504
- 批准年份:2023
- 资助金额:32 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
华蟾素调节PCSK9介导的胆固醇代谢重塑TIME增效aPD-L1治疗肝癌的作用机制研究
- 批准号:82305023
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于MRI的机器学习模型预测直肠癌TIME中胶原蛋白水平及其对免疫T细胞调控作用的研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:52 万元
- 项目类别:面上项目
结直肠癌TIME多模态分子影像分析结合深度学习实现疗效评估和预后预测
- 批准号:62171167
- 批准年份:2021
- 资助金额:57 万元
- 项目类别:面上项目
Time-lapse培养对人类胚胎植入前印记基因DNA甲基化的影响研究
- 批准号:
- 批准年份:2021
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
萱草花开放时间(Flower Opening Time)的生物钟调控机制研究
- 批准号:31971706
- 批准年份:2019
- 资助金额:59.0 万元
- 项目类别:面上项目
高频数据波动率统计推断、预测与应用
- 批准号:71971118
- 批准年份:2019
- 资助金额:50.0 万元
- 项目类别:面上项目
Time-of-Flight深度相机多径干扰问题的研究
- 批准号:61901435
- 批准年份:2019
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于线性及非线性模型的高维金融时间序列建模:理论及应用
- 批准号:71771224
- 批准年份:2017
- 资助金额:49.0 万元
- 项目类别:面上项目
Finite-time Lyapunov 函数和耦合系统的稳定性分析
- 批准号:11701533
- 批准年份:2017
- 资助金额:22.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
TRD4: Design and Engineering of MicroED hardware for nanocrystallization and time resolved studies
TRD4:用于纳米结晶和时间分辨研究的 MicroED 硬件的设计和工程
- 批准号:
10155530 - 财政年份:2020
- 资助金额:
-- - 项目类别:
TRD4: Design and Engineering of MicroED hardware for nanocrystallization and time resolved studies
TRD4:用于纳米结晶和时间分辨研究的 MicroED 硬件的设计和工程
- 批准号:
10641827 - 财政年份:2020
- 资助金额:
-- - 项目类别:
TRD4: Design and Engineering of MicroED hardware for nanocrystallization and time resolved studies
TRD4:用于纳米结晶和时间分辨研究的 MicroED 硬件的设计和工程
- 批准号:
10460925 - 财政年份:2020
- 资助金额:
-- - 项目类别:
NOVEL CONTINUOUS FLOW MIXER DESIGN FOR TIME RESOLVED VISIBLE & IR STUDIES
新颖的连续流混合器设计,可实现时间分辨可见光
- 批准号:
7373131 - 财政年份:2006
- 资助金额:
-- - 项目类别:
NOVEL CONTINUOUS FLOW MIXER DESIGN FOR TIME RESOLVED VISIBLE & IR STUDIES
新颖的连续流混合器设计,可实现时间分辨可见光
- 批准号:
7183273 - 财政年份:2005
- 资助金额:
-- - 项目类别:
NOVEL CONTINUOUS FLOW MIXER DESIGN FOR TIME RESOLVED VISIBLE & IR STUDIES
新颖的连续流混合器设计,可实现时间分辨可见光
- 批准号:
6976496 - 财政年份:2004
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Design of Molecular-Imprinted Metal-Complex Catalysts at Surfaces for Shape-Selective and Asymmetric Catalysis
用于形状选择性和不对称催化的表面分子印迹金属络合物催化剂的设计
- 批准号:
15206087 - 财政年份:2003
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Mathematical and Statistical Modeling to Inform Design of HIV Clinical Trials
数学和统计模型为艾滋病毒临床试验的设计提供信息
- 批准号:
7169273 - 财政年份:2002
- 资助金额:
-- - 项目类别:
CORE--BIOSTATISTICS, COMPUTER, OUTCOME ASSESSMENT AND EXPERIMENTAL DESIGN
核心——生物统计学、计算机、结果评估和实验设计
- 批准号:
6235641 - 财政年份:1997
- 资助金额:
-- - 项目类别: