Plenarvorträge - DPG-Tagungen
Plenarvorträge - DPG-Tagungen
Plenarvorträge - DPG-Tagungen
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Magnetismus Donnerstag<br />
magnon wave-vector and, therefore, on its energy. This dependence can<br />
explain strongly non-monotonous inelastic tunneling spectra measured in<br />
Refs.[1].<br />
[1] J.S. Moodera, J. Nowak, and R.J.M. van de Veerdonk,<br />
Phys.Rev.Lett. 80, 2941 (1998); Y. Ando, J. Murai, H. Kubota, and T.<br />
Miyazaki, J. Appl. Phys. 87, 5209 (2000); J.H. Yu, H.M. Lee, Y. Ando,<br />
and T. Miyazaki, Appl. Phys. Lett. 82, 4735 (2003).<br />
[2] S. Zhang, P.M. Levy, A.C. Marley, and S.S.P. Parkin,<br />
Phys.Rev.Lett. 79, 3744 (1997).<br />
MA 27.13 Do 18:15 H22<br />
Persistent Spin Currents in Helimagnets — •Jürgen König 1 ,<br />
Jan Heurich 2 , and Allan H. MacDonald 3 — 1 Institut für Theoretische<br />
Physik III, Ruhr-Universität Bochum — 2 Institut für Theoretische<br />
Festkörperphysik, Universität Karlsruhe — 3 Department of Physics,<br />
University of Texas at Austin<br />
We study collective spin transport in helimagnets, e.g., in systems with<br />
ground states that possess spiral magnetic order. It is demonstrated that<br />
weak external magnetic fields generate dissipationless spin currents in<br />
these systems, whereas the spiral ground state in the absence of a magnetic<br />
field does not support collective spin transport. Our conclusions are<br />
based on phenomenological considerations and on microscopic mean-field<br />
theory calculations for an illustrative toy model [1]. We discuss similarities<br />
and differences of these results to our recent analysis of spin supercurrents<br />
in thin film ferromagnets [2], and we speculate on possible<br />
applications of this effect in spintronic devices.<br />
[1] J. Heurich, J. König, and A.H. MacDonald, Phys. Rev. B 68, 064406<br />
(2003).<br />
[2] J. König, M.C. Bønsager, and A.H. MacDonald, Phys. Rev. Lett. 87,<br />
187202 (2001).<br />
MA 27.14 Do 18:30 H22<br />
Anomalous Hall effect and Berry Phase in Ferromagnets —<br />
•Mathieu Taillefumier 1,2 , Vitalii Dugaev 1,3 , and Patrick<br />
Bruno 1 — 1 Max Planck Institut für mikrostrukturphysik, Weinberg 2,<br />
06120 Halle, Germany — 2 Laboratoire Louis Néel, CNRS, Boite Postale<br />
166,, 38042 Grenoble Cedex 09, France — 3 Institute for Problems of<br />
Materials Science, NASU, Vilde 5, 58001 Chernovtsy, Ukraine<br />
We propose a new mechanism of anomalous Hall effect (AHE) in twodimensional<br />
ferromagnets and magnetic nanostructures with inhomogeneous<br />
magnetization. In contrast to the usual theories (side jump and<br />
skew scattering mechanism) of AHE, the presented theory does not necessary<br />
require spin-orbit interaction, and is induced by a Berry phase of<br />
the wavefunctions of the electrons moving a inhomogeneous magnetization<br />
field. We obtain a nonvanishing contribution to the Hall conductivity<br />
provided that the topology of the magnetization field is nontrivial like in<br />
the case of separated magnetic domains or periodic lattice of magnetic<br />
domains.<br />
We propose an experiment with a structure containing two-dimensional<br />
electrons or holes of diluted magnetic semiconductor subject to the stray<br />
field of a lattice of magnetic nanocylinders. The striking behavior predicted<br />
for such a system (of which all revelant parameters are well known)<br />
allows to distinguish it from the other mechanisms.<br />
MA 28 Spindynamik / Ummagnetisierungsvorgänge<br />
Zeit: Donnerstag 15:15–18:45 Raum: H23<br />
MA 28.1 Do 15:15 H23<br />
A new method for atomistic spin-dynamics simulations with abintio<br />
accuracy — •Reinhard Singer, Ralf Drautz, and Manfred<br />
Fähnle — MPI für Metallforschung, Heisenbergstr. 3, 70569 Stuttgart,<br />
Germany<br />
We propose a new method to simulate the adiabatic spin dynamics in<br />
systems with magnetization singularities (vortex structures, Bloch points,<br />
extremely narrow domain walls in nanostripes etc.) with ab-initio accuracy<br />
but orders of magnitude faster than the conventional ab-initio spin<br />
dynamics simulation. It is based on the same equation of motion as the<br />
conventional simulation, i.e., a Gilbert like equation with a precission<br />
term and a damping term. In the conventional simulation the effective<br />
fields entering the precission term have to be calculated by the full abinitio<br />
electon theory which renders the method very costly. In contrast,<br />
we determine the effective fields by our recently proposed spin-clusterexpansion<br />
technique which represents an analytical expression for the<br />
magnetic energy of a spin system with arbitrary multi-spin interactions.<br />
The expansion coefficients thereby are determined by the ab-initio density<br />
functional electron theory. Therefore the construction of the expansion<br />
is costly, but once a converged spin-cluster expansion is generated it can<br />
be used to calculate the energy of any spin configuration very effectively<br />
and probably with ab-initio accuracy.<br />
MA 28.2 Do 15:30 H23<br />
Atomic-scale model of thermal effects on magnetic anisotropy<br />
and dynamic switching properties of FePt nano-particles —<br />
•Ulrich Nowak 1,2 , Oleg Mryasov 1 , Konstantin Guslienko 1 , and<br />
Roy Chantrell 1 — 1 Seagate Research, 1251 Waterfront Place, Pittsburgh,<br />
PA, 15222, USA — 2 Institut für Physik, Universität Duisburg-<br />
Essen, Germany<br />
We propose a microscopic atomic-scale model of magnetic interactions<br />
in ordered L10 FePt based on an effective, classical spin Hamiltonian<br />
which is constructed with the use of first-principles calculations for noncollinear<br />
magnetic configurations and site-resolved magneto-crystalline<br />
anisotropy energies. Our effective Hamiltonian contains, in addition to<br />
the isotropic exchange, an effective, anisotropic exchange due to the<br />
strong single-ion anisotropy of the Pt atoms.<br />
This model is studied numerically using Monte-Carlo methods as well<br />
as Langevin dynamics. The model allows to describe correctly the observed<br />
temperature dependence of the magnetic anisotropy energy of ordered<br />
FePt films. In particular the dependence of the anisotropy constant<br />
K1(T) on the reduced magnetization is found to be in excellent agree-<br />
ment with experimental results. Furthermore, the model is used to study<br />
the thermally induced switching behavior of FePt nano-particles. We find<br />
a strong deviation from the Neel-Brown theory for mean switching times<br />
due to the temperature dependence of the activation energy barrier.<br />
MA 28.3 Do 15:45 H23<br />
Zur Wechselwirkung von Magnetisierungswellen mit Néel-<br />
Wänden — •Riccardo Hertel, Wulf Wulfhekel und Jürgen<br />
Kirschner — Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik, Weinberg<br />
2, 06120 Halle<br />
Magnetisierungswellen treten in ferromagnetischen Teilchen auf der<br />
Zeitskala von Piko- bis Nanosekunden auf, wenn die magnetischen Teilchen<br />
angeregt werden oder Energie freigesetzt wird, beispielsweise bei<br />
einem Ummagnetisierungsprozess. Vor kurzem konnten lokalisierte Magnetiserungswellen,<br />
die sich in einem Ferromagneten ausbreiten, resonant<br />
erzeugt und untersucht werden [1]. Mit mikromagnetischen Simulationen<br />
wird die Ausbreitung von Magnetisierungswellen in schmalen, dünnen<br />
Permalloy-Streifen (6 nm x 36 nm x 300 nm) untersucht, die sich infolge<br />
einer anfänglichen Störung des Gleichgewichts entlang des Streifens<br />
ausbreiten. Die Simulationen zeigen, dass diese Magnetisierungswellen<br />
eine Néelwand in den Streifen ungehindert passieren können. Dabei<br />
ändert sich jedoch die Phase der Welle. Dieser Effekt wird anhand<br />
eines ringförmigen Spinwelleninterferometers untersucht, bei dem Magnetisierungswellen<br />
auf kontrollierte Weise zu konstruktiven oder destruktiven<br />
Interferenzerscheinungen führen können, je nachdem ob sich<br />
Domänenwände in den jeweiligen Zweigen des Interferometers befinden.<br />
[1] Serga et al., J. Appl. Phys. 93 (10) 8585 (2003)<br />
MA 28.4 Do 16:00 H23<br />
Vortex-Dynamik in weichmagnetischen Dünnschichtelementen<br />
— •Riccardo Hertel und Jürgen Kirschner — Max-Planck-<br />
Institut für Mikrostrukturphysik, Weinberg 2, 06120 Halle<br />
Ferromagnetische Nanoteilchen treten entweder in nahezu homogener<br />
Magnetisierungsstruktur auf oder zerfallen in magnetische<br />
Domänenstrukturen mit geschlossenem magnetischen Fluß. Solche<br />
Domänenstrukturen beinhalten magnetische Wirbel (Vortex-<br />
Strukturen), die vor kurzem mit hoher Auflösung abgebildet werden<br />
konnten [1]. Mit Hilfe mikromagnetischer finite-Elemente Simulationen<br />
werden die dynamischen Eigenschaften von Vortexstrukturen untersucht.<br />
Dabei wird der Einfluß eines äußeren Wechselfelds auf die magnetische<br />
Vortexstruktur einer Permalloy-Kreisscheibe von 300 nm Durchmesser<br />
und 3 nm Dicke simuliert. Bei einer Frequenz von ca. 200 MHz tritt eine