Propagating Low-Energy 4f Paramagnons

传播低能 4f 顺磁振子

基本信息

项目摘要

The concept of spin waves and their quanta magnons was introduced by F. Bloch in 1930. Today, the field of science investigating spin waves and magnons and utilizing them for data processing is known as magnonics. The typical materials used to investigate magnons are the magnetically ordered ferro- and anti-ferromagnets (FMs and AFMs) at temperatures below the critical (Curie or Neel) temperature. Above these temperatures, the magnetic order is lost, but the exchange stiffness, responsible for the spontaneous magnetic ordering, although decreases, remains finite. This phenomenon allowed for the observation of high-energy (> 10 meV) magnons also in the paramagnets (PMs) by inelastic neutron scattering. These magnons are called paramagnons. In the project "ParaMagnonics", we will apply a strong external magnetic field and will decrease the temperature of the PMs, to achieve the essential ordering of the magnetic moments. These quasi-independent moments will still be coupled by the remaining exchange-stiffness and/or by the dipole-dipolar interaction. Exploiting the variation of the materials, temperature and applied magnetic fields, we will prove the existence of propagating low-energy (< 0.5 meV) dipolar and exchange paramagnons in PMs and in FMs and AFMs above the critical temperatures. Consequently, we will investigate their dispersions, damping, and propagation characteristics. Our hypothesis is that paramagnons carried by 4f ions should have the fundamentally lowest damping values due to their isolation from the crystal lattice. Finally, we will exploit spin-orbit torque (SOT) phenomena to excite, amplify, and detect ballistic and diffusive paramagnons. We will use different PM and the family of Eu-chalcogenides of FM and AFM nature in particular. The paramagnons will be detected and characterized by low-temperature microwave and Brillouin Light Scattering spectroscopy. Electrical measurements and SOT phenomena will be utilized to understand the nature of the diffusive paramagnons spin transport as well as to excite and amplify them. ParaMagnonics has a very high degree of originality, as propagating low-energy paramagnons have never been observed experimentally and they have a whole range of advantages over ordinary magnons: a very broad class of PM materials for magnonics, low damping, sensitive control of paramagnon properties and new degrees of freedom for this control, and a novel toolbox for quantum magnonics.
自旋波及其量子磁振子的概念是由布洛赫在1930年提出的。今天,研究自旋波和磁振子并利用它们进行数据处理的科学领域被称为磁振学。用于研究磁振子的典型材料是温度低于临界温度(居里或尼尔)的磁有序铁磁体和反铁磁体(FMs和AFMs)。在这些温度以上,磁的有序性就丧失了,但是负责自发磁有序的交换刚度虽然降低了,但仍然是有限的。这一现象允许通过非弹性中子散射在顺磁体(pm)中观测高能(bbb10 meV)磁振子。这些磁振子被称为顺磁振子。在“顺磁”项目中,我们将施加一个强大的外部磁场并降低pm的温度,以实现磁矩的基本排序。这些准独立力矩仍将由剩余的交换刚度和/或偶极-偶极相互作用耦合。利用材料、温度和外加磁场的变化,我们将证明在临界温度以上的pm、FMs和AFMs中存在传播的低能(< 0.5 meV)偶极子和交换顺子。因此,我们将研究它们的色散、阻尼和传播特性。我们的假设是,由4f离子携带的顺子应该具有最低的阻尼值,因为它们与晶格隔离。最后,我们将利用自旋轨道扭矩(SOT)现象来激发、放大和探测弹道和扩散顺子。我们将使用不同的PM,特别是FM和AFM性质的eu -硫属化合物家族。利用低温微波和布里渊光散射光谱对顺子进行探测和表征。电测量和SOT现象将被用来理解扩散顺子自旋输运的性质,以及激发和放大它们。顺磁振子具有非常高的独创性,因为传播的低能量顺磁振子从未在实验中被观察到,它们比普通的磁振子具有一系列的优势:非常广泛的磁振子PM材料,低阻尼,对顺磁振子特性的敏感控制和这种控制的新自由度,以及量子磁振子的新工具箱。

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 }}

Professor Dr. Sergej O. Demokritov, Ph.D.其他文献

Professor Dr. Sergej O. Demokritov, Ph.D.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('Professor Dr. Sergej O. Demokritov, Ph.D.', 18)}}的其他基金

Thermodynamics of magnon gases and Bose-Einstein condensation driven by pure spin currents
纯自旋流驱动的磁振子气体和玻色-爱因斯坦凝聚的热力学
  • 批准号:
    416727653
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Nonlinear spin wave dynamics in thin magnetic films and structures
磁性薄膜和结构中的非线性自旋波动力学
  • 批准号:
    259181367
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Interaction of subthermal magnons and phonons and their role for the transverse Seebeck effect
低温磁子和声子的相互作用及其对横向塞贝克效应的作用
  • 批准号:
    257847002
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Materials World Network: Magnetization Dynamics in Metallic Ferromagnetic Nanostructures
材料世界网络:金属铁磁纳米结构中的磁化动力学
  • 批准号:
    221588137
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Study of Bose-Einstein condensate of magnons by means of fs-laser Faraday magnetometry
飞秒激光法拉第磁强计研究磁振子玻色-爱因斯坦凝聚体
  • 批准号:
    183069271
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
ERA NanoSci - Nanowire based Microwave Emitters for Use in Monolithic Microwave Integrated Circuits (NanoWave)
ERA NanoSci - 用于单片微波集成电路(NanoWave)的基于纳米线的微波发射器
  • 批准号:
    111001548
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Nonlinear spin waves in non-uniform potentials
非均匀势中的非线性自旋波
  • 批准号:
    36474689
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Bose-Einstein condensation of magnons in magnetic films
磁性薄膜中磁振子的玻色-爱因斯坦凝聚
  • 批准号:
    16851434
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Spin wave excitation by spin-polarized electric current in all-metallic and tunnel magnetic junctions
全金属和隧道磁结中自旋极化电流的自旋波激发
  • 批准号:
    5374533
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Magnetowiderstand von Metall-Isolator-Metall-Systemen
金属-绝缘体-金属系统的磁阻
  • 批准号:
    5394130
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

MSCEN聚集体抑制CD127low单核细胞铜死亡治疗SLE 的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
新型PDL1+CXCR2low中性粒细胞在脉络膜新生血管中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82271095
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    56 万元
  • 项目类别:
    面上项目
CD9+CD55low脂肪前体细胞介导高脂诱导脂肪组织炎症和2型糖尿病的作用和机制研究
  • 批准号:
    82270883
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
CD21low/-CD23-B细胞亚群在间质干细胞治疗慢性移植物抗宿主病中的作用机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
探究Msi1+Lgr5neg/low肠道干细胞抵抗辐射并驱动肠上皮再生的新机制
  • 批准号:
    82270588
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
m6A去甲基化酶FTO通过稳定BRD9介导表观重塑在HIF2α(low/-)肾透明细胞癌中的作用机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    54.7 万元
  • 项目类别:
    面上项目
circEFEMP1招募PRC2促进HOXA6启动子组蛋白甲基化修饰调控Claudin4-Low型TNBC迁移侵袭和转移的作用机制
  • 批准号:
    82002807
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
上皮间质转化在Numb-/low前列腺癌细胞雄激素非依赖性中的作用及机制
  • 批准号:
    82003061
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Bach2调控CD45RA-Foxp3low T细胞影响B细胞功能及其在系统性红斑狼疮中作用的机制研究
  • 批准号:
    81873863
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    57.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

CAREER: Frequency-Constrained Energy Scheduling for Renewable-Dominated Low-Inertia Power Systems
职业:可再生能源为主的低惯量电力系统的频率约束能量调度
  • 批准号:
    2337598
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
SBIR Phase I: Low Cost Metal Chelate Flow Battery for Long Duration Energy Storage
SBIR 第一阶段:用于长期储能的低成本金属螯合液流电池
  • 批准号:
    2321989
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Integration of low-carbon hydrogen value chains for hard-to-decarbonise sectors with wider energy systems: Whole-systems modelling and optimisation
将难以脱碳行业的低碳氢价值链与更广泛的能源系统整合:全系统建模和优化
  • 批准号:
    EP/W033275/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
CAREER: Multi-isotopologue absorption spectroscopy for hydrogen-carrier and nitrogen-based low-carbon energy
职业:氢载体和氮基低碳能源的多同位素吸收光谱
  • 批准号:
    2339502
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: Computation-efficient Resolution for Low-Carbon Grids with Renewables and Energy Storage
职业:可再生能源和能源存储低碳电网的计算高效解决方案
  • 批准号:
    2340095
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Three-Dimensional Multilayer Nanomagnetic Arrays for Neuromorphic Low-Energy Magnonic Processing
用于神经形态低能磁处理的三维多层纳米磁性阵列
  • 批准号:
    EP/Y003276/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
S-TGG: A novel Tidal Gravity Generator for renewable, shoreside energy in ports and harbours with high efficiency and low environmental impact
S-TGG:一种新型潮汐重力发生器,用于港口和港口的可再生岸边能源,效率高,环境影响低
  • 批准号:
    10092293
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Collaborative R&D
FuSe: Ultra-Low-Energy Logic-in-Memory Computing using Multiferroic Spintronics
FuSe:使用多铁自旋电子学的超低能耗内存逻辑计算
  • 批准号:
    2329111
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Observation of pattern formation in low-energy electron diffraction (LEED) under single electron incidence conditions
单电子入射条件下低能电子衍射 (LEED) 图案形成的观察
  • 批准号:
    23K11711
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Cooperative Virtual Synchronous Machine Control of Multiple Inverters Using Low-Speed Communication to Achieve Large-Scale Installation of Renewable Energy
利用低速通信的多台逆变器协同虚拟同步机控制实现可再生能源大规模安装
  • 批准号:
    23H01395
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了