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Controlling magnetic anisotropy by interfacial coupling

Applicant Piamonteze Cinthia
Number 169467
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Paul Scherrer Institut
Institution of higher education Paul Scherrer Institute - PSI
Main discipline Condensed Matter Physics
Start/End 01.06.2017 - 31.05.2021
Approved amount 313'599.00
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Keywords (3)

X-ray absorption spectroscopy; artificial multiferroics; x-ray dichroism

Lay Summary (German)

Lead
Die Untersuchung von multiferroischen Systemen (von lateinisch ferrum, “Eisen”), die Eigenschaften der magnetoelektrischen Kopplung aufweisen, ist ein interessantes Forschungsfeld. Magnetoelektrische Kopplung bedeutet, dass ein magnetisches Moment durch ein elektrisches Feld, oder dass in gegensätzlicher Form ein elektrischer Dipol durch ein magnetisches Feld manipuliert werden kann. In diesem Projekt untersuchen wir unterschiedliche multiferroische Systeme, um die grundlegenden Mechanismen der magnetoelektrischen Kopplung zu verstehen.
Lay summary

Inhalt und Ziel des Forschungsprojekts 

In diesem Projekt untersuchen wir unterschiedliche künstliche Systeme, die magnetoelektrische Kopplung aufweisen.

Die wichtigstes Untersuchungstechnik nennt man Röntgenstrahl-Dichroismus (von griechisch dichroos, “zweifarbig”). Diese Technik verwendet Röntgenstrahlen, die von einem Synchrotronspeicherring der Swiss Light Source am Paul Scherrer Institut produziert werden, und eröffnet einzigartige Möglichkeiten, um magnetische Eigenschaften unterschiedlichster System zu untersuchen.

Von diesem Projekt erwarten wir uns ein besseres Verständnis über einige der Phänomene, die zu magnetoelektrischer Kopplung führen.

Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext des Forschungsprojekts 

Das Verständnis und die Optimierung von Materialien, die magnetoelektrische Kopplungseigenschaften aufweisen, können einen wesentlichen Betrag zur Erstellung neuer, energieffizienter Speichermedien leisten.


 

Direct link to Lay Summary Last update: 26.05.2017

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
146715 Controlling magnetic anisotropy by interfacial coupling 01.01.2014 Project funding (Div. I-III)
117410 Proposal for EPFL Endstation at SLS for X-ray Magnetic Dichroism at high Fields and low Temperatures XTreme 01.08.2007 R'EQUIP
142474 Magnetic and Optical Investigations of Surface-Deposited Single-Ion Magnets 01.05.2013 Ambizione
189606 Ultra-high field, ultra-high vacuum, low temperature cryostat for x-ray magnetic dichroism 01.04.2020 R'EQUIP
140479 Magnetic, Catalytic and Optical Properties of Nanostructures at Surfaces 01.04.2012 Project funding (Div. I-III)

Abstract

Bringing different materials into contact at the nanoscale opens the door to creating new functionalities by tuning the properties of the resulting nanointerfaces. Nanoscale magnetic systems exhibit a variety of unusual phenomena when compared to the bulk materials, in particular when the dimensions involved are comparable to critical length scales such as the domain wall width and the exchange length. The control of magnetism through an electric field is an interesting technologically-driven area of research where often new basic questions are raised. We will study different magnetic thin films with in-plane and out-of-plane magnetic anisotropy deposited on ferroelectric substrates as well as ferromagnetic/dielectric heterostructures. We aim at at understanding the underlying physical phenomena leading to the magnetoelectric coupling, which often lies on the nanointerfaces between the ferromagnet and ferroelectric materials. The main technique employed will be x-ray magnetic dichroism (XMD) due to its high sensitivity which allows the study of very thin layers of ferromagnetic systems. Moreover, the possibility to probe both magnetic and electronic properties with XMD is crucial in this case where hybridisation at the interface is expected to be an important parameter.
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