Lead
Magnetische Materialien sind wichtig für Informationstechnologie und Sensorik. Bisher spielen hierbei die chiralen Volumenmaterialien keine Rolle, in denen vor wenigen Jahren die nanoskaligen magnetischen Skyrmionen entdeckt wurden. Damit diese teilchenartigen Spinwirbel technisch genutzt werden können, ist es erforderlich die Materialbasis zu verbreitern und geeignete Methoden der Materialprozessierung und Nanostrukturierung zu erforschen.

Lay summary

Als übergeordnetes Ziel wollen wir durch Kombination von computergestützter Datenbankanalyse, chemischer Synthese und hochreiner Dünnfilmabscheidung neuartige Materialien identifizieren und herstellen, die magnetische Skyrmionen und komplexe Spinstrukturen für technische Anwendungen bei Raumtemperatur stabilisieren. Im Detail wollen wir durch spezielle Messtechniken ihre statischen und dynamischen Eigenschaften von der mikroskopischen Längenskala bis zum Volumenmaterial untersuchen, um die bisher ungelöste Frage zu beantworten, wie chirale Magneten durch moderne Nanotechnologien für technische Anwendungen optimiert werden können.

Wissenschaftlicher und Gesellschaftlicher Kontext

Chirale Magnete treten in allen drei Materialklassen auf, die für technologische Anwendungen wichtig sind: Metalle, Halbleiter, Isolatoren. Neben besonderen Spinstrukturen können sie  spezielle elektromagnetische Eigenschaften besitzen. Chirale Materialien ermöglichen technische Anwendungen, die Energieeffizienz und Resourcenschonung versprechen. Dies sind zwei zentrale Aspekte in unserer Informationsgesellschaft. Allerdings ist bisher nicht etabliert, wie neue Elementverbindungen identifiziert werden können, die die relevanten Eigenschaften für Raumtemperatur optimiert bereitstellen. Unsere Forschung ist in diesem Zusammenhang von zentraler Bedeutung.