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000895621 150__ $$aAtomare Auflösung der Spinkonfiguration an Grenzflächen funktionaler Materialien mittels Transmissionselektronenmikroskopie$$y2018 - 2021
000895621 371__ $$aProfessor Dr. Rafal E. Dunin-Borkowski
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000895621 5101_ $$0I:(DE-588b)2007744-0$$aDeutsche Forschungsgemeinschaft$$bDFG
000895621 680__ $$aNeue energieeffiziente Informations- und Kommunikationstechnologien stellen immer höhere Anforderungen an die Leistungsfähigkeit magnetischer Materialien. Die entsprechenden Herausforderungen an die Materialentwicklung setzen die Kenntnis der lokalen Spinkonfiguration der Materialien auf der atomaren Skala voraus, so dass ihre physikalischen Eigenschaften vorhergesagt und kontrolliert werden können. Im Rahmen dieses gemeinsamen chinesisch-deutschen Forschungsprojekts werden wir magnetische Abbildung und Spektroskopie der Spinkonfiguration an Grenzflächen funktionaler Materialien auf der atomaren Skala entwickeln, um fundamentales Verständnis der physikalischen Ursachen neuer magnetischer Kopplungsphänomene zu erlangen. Unser Konzept stützt sich auf die Kombination anaxialer Elektronenholographie (EH), magnetischem zirkularen Elektronendichroismus (EMCD), räumlich aufgelöster Elektronenenergieverlustspektroskopie und chromatischer Aberrationskorrektur. Insbesondere die chromatische Aberrationskorrektur birgt das Potential die räumliche Auflösung der magnetischen Charakterisierung mittels EH und EMCD bis auf die atomare Ebene zu verbessern. Der kombinierte Einsatz dieser Techniken verspricht vollständige vektorielle Information über die Magnetisierung eines Materials auf der atomaren Ebene und bietet somit höchstaufgelöste dreidimensionale Spininformation. Das kooperative Zusammenwirken von Spin-, Ladungs-, Drehmoment- und Gitterschwingungsfreiheitsgraden an Grenzflächen ermöglicht auf atomarer Skala die experimentelle Erforschung von Austauschfeder-Magneten, magneto-elektrischer Kopplung an Grenzflächen zwischen ferromagnetischen und ferroelektrischen Materialien, Austauschvormagnetisierung an Grenzflächen zwischen antiferromagnetischen und ferromagnetischen Materialien und magnetisch tote Lagen an Grenzflächen zwischen dünnen magnetischen Filmen und Substraten. Da die aberrationskorrigierte Transmissionselektronenmikroskopie grundsätzlich Zugang zur lokalen Struktur und chemischen Zusammensatzung gewährleistet, können die gemessenen Spinkonfigurationen mit lokaler atomarer Ordnung, Dehnungsverteilung, Elementdiffusion, chemischer Bindung, Ladungstransfer, orbitaler Kopplung und Symmetriebrechung auf atomarer Ebene korreliert werden. Diese Kombination von Methoden wird zum detaillierten fundamentalen Verständnis der physikalischen Ursachen der Eigenschaften magnetischer Materialien auf atomarer Ebene beitragen und zu neuartigen Entwicklungen magnetischer Materialen für zukünftige Anwendungen mit verbesserten Gerätefunktionalität führen.
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