Magnon-phonon interactions in ferromagnetic thin films

Die heutige Informationstechnologie basiert auf dem Transport, der Verarbeitung und der Speicherung von elektrischer Ladung.Die dabei erreichbaren Speicherdichten und Verarbeitungsgeschwindigkeiten sind durch Ohmsche Verluste fundamental begrenzt.Neuartige Technologien, die auf Wärme-und Spinströmen basieren, könnten diese Grenze umgehen und werden daher im Forschungsfeld der "Spin Caloritronics" erforscht.Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem dahingehend besonders vielversprechenden Ansatz der Kopplung von Magnonen und Phononen zur Spinstromerzeugung.Wir weisen diese Kopplung im GHz-Bereich experimentell nach, indem wir die schallwelleninduzierte Magnetisierungsdynamik in einem ferromagnetischen Dünnfilm bei Raumtemperatur untersuchen.Darauf basierend demonstrieren wir experimentell, dass diese resonante Magnon-Phonon Kopplung dazu genutzt werden kann, einen akustisch getriebenen reinen Spinstrom von einem Ferromagneten in ein Normalmetall zu induzieren.Schließlich untersuchen wir die Ladungs-und Spinströme, die durch thermische Phononen in lokalen Temperaturgradienten in ferromagnetischen Dünnfilmen erzeugt werden.Unsere experimentellen Ergebnisse zeigen, dass diese lokalen Ströme, die durch den anomalen Nernst-und den Spin-Seebeck-Effekt entstehen, von der lokalen Magnetisierung abhängen.Wir etablieren damit ein neuartiges magnetothermisches Abbildungsverfahren,