3D-Magnetfeld-Experiment bringt Spintronik voran
FNPP-Proben mit weicher Röntgenstrahlung und Ptychographie am VEKMAG-Instrument von BESSY II untersucht.
(Fe0.63Ni0.3Pd0.07)3P oder kurz FNPP ist ein magnetisches Material, das auch schon bei Raumtemperatur komplexe magnetische Strukturen zeigt. Das macht das Material für die Spintronik interessant, die Datenverarbeitung mit deutlich weniger Energie ermöglichen würde, zum Beispiel neuartige Datenspeicher. Allerdings müsste es dafür gelingen, die gewünschten Strukturen kontrolliert zu erzeugen und zu verändern, und das ist bisher noch eine Herausforderung. Eine neue Studie unter Federführung des HZB ist hier nun einen Schritt vorangekommen. Mit einem weltweit einzigartigen Instrument, dem VEKMAG an BESSY II, zeigten sie, dass ein sehr kleines äußeres Magnetfeld in der Ebene der Strukturen ausreicht, um diese zu verändern.
Mehr zu Spintronik
Spins statt elektrischer Bits
Mit Laserpulsen Bits blitzschnell schalten
Skyrmionen in die Tasche gepackt
Einblick in ultraschnelle Spinprozesse
Eine neue Art des Magnetismus
Der Quanten-Twist
Die Gruppe um Florin Radu am HZB hat FNPP-Proben mit weicher Röntgenstrahlung und Ptychographie an BESSY II untersucht. Dabei haben sie magnetischen Texturen erfasst, während die Probe einem äußeren Magnetfeld in bestimmten Raumrichtungen ausgesetzt war. Dafür steht an BESSY II ein weltweit einzigartiges Instrument bereit, das vom Team um Radu selbst entwickelt wurde: Der Vektormagnet VEKMAG kann in allen drei Raumrichtungen ein Magnetfeld von bis zu einem Tesla erzeugen.
„Wir konnten beobachten, dass sich die Magnetstreifendomänen durch ein äußeres Magnetfeld steuern lassen, wenn es nicht senkrecht, sondern parallel zu diesen Mustern angelegt wird“, sagt Viktor Ukleev, Erstautor der Studie. „Das Überraschende war: Schon ein sehr kleines Feld von nur zehn Millitesla genügt, um eine chirale Streifenkonfiguration zu einer achiralen Fächerkonfiguration zu verändern.“
Modellierungen können dieses Verhalten gut erklären: Im FNPP konkurrieren unterschiedliche magnetische Wechselwirkungen miteinander, was im Ergebnis zu den komplexen magnetischen Texturen führt. Während eine dieser Wechselwirkung nahezu isotrop ist, besitzt eine andere wichtige Wechselwirkung eine Vorzugsrichtung. „Wir haben nun in unseren Experimenten einen konkreten Mechanismus identifiziert, durch den ein schwaches B-Feld in der Ebene ein Gleichgewicht zwischen diesen Wechselwirkungen bewirkt und damit den Streifenzustand verändert“, sagt Ukleev.
Das Material FNPP eignet sich damit als Modellsystem, um Spintexturen von außen zu kontrollieren. Die hier gewonnenen Ergebnisse bringen die Entwicklung von funktionellen magnetischen Materialien für die Spintronik voran. [HZB / dre]
Weitere Informationen
- Originalveröffentlichung
V. Ukleev, O. I. Utesov, L. Ubilla, et al., Vector-Field Control and Emergent Basal-Plane Anisotropy of Magnetic Textures in Noncentrosymmetric (Fe0.63Ni0.3Pd0.07)3P, Adv. Funct. Mater. 36 (79), e77809, 27. August / 1. Oktober 2026; DOI: 10.1002/adfm.77809 - Vector Superconducting Magnet VEKMAG@PM2 (Florin Radu, Chen Luo, Victor Ukleev), Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie
Anbieter
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbHHahn-Meitner-Platz 1
14109 Berlin
Deutschland
Meist gelesen
Halbleiterindustrie setzt auf falsche Materialien
2D-Materialien gelten als Zukunftshoffnung für Computerchips, doch manche sind ungeeignet – wegen eines unterschätzten Effekts. Es gibt aber Auswege.
Erstmals eine Atmosphäre auf einem Gesteinsplaneten in der habitablen Zone nachgewiesen
US-Forschende erreichen Meilenstein bei der Suche nach Leben auf Planeten außerhalb unseres Sonnensystems.
Gravitationswellen als Ursprung der Dunklen Materie
Neuartige Berechnungen erforschen das frühe Universum und legen eine neue Methode zur Teilchenherstellung nahe.
Gab es Schwarze Löcher vor Galaxien?
Direkte Messung der Masse eines supermassereichen Schwarzen Lochs in einem Little Red Dot bei hoher Rotverschiebung gelungen.
Sebastian Paeckel findet Verfahren, um das Nyquist-Shannon-Limit zu überwinden
Neue Methode zur Simulation komplexer Quantensysteme verschiebt grundlegende Auflösungsgrenzen und gibt womöglich Einblicke in die Hochtemperatursupraleitung.