Schon seit vielen Jahrhunderten begeistern sich die Menschen für Magnetismus und dessen vielseitige Anwendungen in Wissenschaft und Technik. Eines der Teilgebiete, die Magnonik, beschäftigt sich dabei mit der Erzeugung und Manipulation von Quasi-Teilchen namens Magnonen, welche in Materialien mit magnetischer Ordnung häufig in Form von Spinwellen auftreten. Diese weisen sowohl interessante fundamentalphysikalische als auch technologische Aspekte auf. So erlauben es Magnonen Information ohne tatsächliche Elektronenbewegung, sondern nur durch Präzession magnetischer Momente zu übertragen. Im Rahmen dieser Dissertation wurden Spinwellen mit Hilfe von zeitaufgelöster Röntgenmikroskopie untersucht. Durch elementspezifischen und quantitativen Kontrast können Magnonen dabei auf den Größenskalen der fundamentalen physikalischen Wechselwirkungen untersucht werden. Dies erlaubt es nicht nur magnonische Bauteile direkt im Betrieb abzubilden, sondern vertieft darüber hinaus das Verständnis der physikalischen Wechselwirkungen auf der Nanoskala.
Aktualisiert: 2023-05-02
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In der Welt der Magnonik wird die Magnetisierungsdynamik auf der Nanoskala hinsichtlich der Erzeugung, der Manipulation und der Detektion von Spinwellen erforscht. Innerhalb dieser Dissertation werden Magnonen, die Quanten einer Spinwelle, in nanoskaligen magnonischen Wellenleitersystemen mit der magnetischen Röntgenmikroskopie untersucht. Dabei wird zunächst eine neue effiziente Methode zur Ermittlung der magnonischen Dispersionsrelation implementiert und vorgestellt. Des Weiteren werden offene Fragen zu den Emissionsmechanismen in magnonischen Wellenleitern mittels verschiedener Anregungstechniken vollständig aufgeklärt. Durch die extrem hohe räumliche und zeitliche Auflösung der Rasterröntgenmikroskopie, werden zusätzlich Quantisierungseffekte in schmalen Wellenleitersystemen direkt abgebildet und im Gigahertz-Bereich sichtbar gemacht. Abschließend werden erste Hinweise auf einen magonischen Raum-Zeit-Kristall experimentell und simulationsbasiert vorgestellt, die einen neuen Forschungszweig innerhalb der Magnonik eröffnen könnten.
Aktualisiert: 2023-01-01
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