Tilbake til søkeresultatene

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek

Spin-and charge flow in hybrid structures of unconventional superconductors and other novel materials

Tildelt: kr 5,7 mill.

Iryna Kulagina har publisert en artikkel i Physical Review B, hvor hun viser at flere kvanteeffekter opptrer i systemer som kombinerer magnetiske og superledende materialer. Hun har vist at det er mulig å bruke spinn superstrømmer til å manipulere magnetiske momenter, som har potensiell anvendelse i kryogenisk spintronikk. Hun har også vist at en sentral effekt i spintronikk kjent som magnetiseringssvitsjing har en superledende analogi og at den kan kontrolleres av et svakt ytre magnetisk felt. I tillegg har hun klart å løse et komplisert analytisk problem og utledet et uttrykk for superstrømmen i et system som fremviser høyst anomal oppførsel, bl.a. en endelig spinn og ladningsstrøm ved null superledende faseforskjell. Kulagina har også sendt et manuskript til Physical Reeview hvor hun viser at domene vegg bevegelse er mulig i multiferroiske systemer. Hun har vist hvordan bevegelsen kan kontrolleres via en spenning og til og med induseres via spinn-bølger. Til slutt har hun publisert et tredje manuskript i det prestisjetunge tidsskriftet Nature Scientific Reports hvor hun viser at det er mulig å lage en spinn strøm uten motstand ved å bruke en enkelt homogen ferromagnet. Dette er et banebrytende resultat siden det så langt har blitt antatt at magnetiske inhomogeniteter er et nødvendig krav for å skape slike strømmer. Peder Galteland har studert faseoverganger i multikomponent Bose-Einstein kondensater med og uten rotasjon. Fokuset har vært på effekten av å variere styrken på vekselvirkningen mellom atomene i systemet og hvordan dette bestemmer grunntilstanden i systemet, samt å kartlegge samspillet mellom grunntilstanden og spinn-bane kobling. Sistnevnte har viktige egenskaper med tanke på å muliggjøre ikke-homogene grunntilstander. Nytten av å studere slike fenomener i Bose-Einstein kondensater er at det muliggjør en realisering av multi-komponent superfluider under ekstreme forhold, hinsides hva som kan studeres i vanlige kondenserte medier. Vårt hovedfunn er at a) sterk interkomponent vekselvirkning leder til fase-separasjon i kondensater som ikke roterer, b) vorteks-striper dannes i disse systemene under rotasjon som en direkte konsekvens av vekselvirkningene, hvilket i sin tur fører til nye typer smelte-overganger samt c) at effekten av spinn-bane kobling er undertrykket av interkomponent vekselvirkningen. Vi forventer at disse resultatene også vil ha konsekvenser for fermioniske systemer, samt for anvendelsen av f.eks. spinn-bane koblede sterkt korrelerte systemer i spintronikk.

Applications related to the synthesis of electricity and magnetism are currently being actively pursued at the nanometer scale. The topics included in this research proposal mainly revolve around quantum mechanical effects related to transport of charge a nd spin of electrons, which is the source for most forms of electricity and magnetism. The study of charge- and spin-transport in systems where multiple symmetries are broken also offers an important arena for research in terms of fundamental physics. We shall calculate fundamental properties of hybrid structures comprised of materials where magnetism, spin-orbit coupling, and/or superconductivity are present, with the objective to reveal possible ways of controlling charge- and spin-currents in a well-de fined manner by external control parameters. This will be done both in the context of graphene, iron-pnictide superconductors, topological insulators, superconductor - ferromagnet structures, as well as transition metal ferromagnets. We shall also conside r magnetization dynamics for non-trivial magnetic textures in traditional ferromagnets as well as in graphene. The overarching theme in the project proposal is to illuminate the subtle interplay between different types of emergent or broken symmetries whe n they appear simultaneously in condensed matter systems.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek