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Prof. Dr. Olav Hellwig

Head Magnetic Functional Material­s
o.hellwigAthzdr.de
Phone: +49 351 260 2461

Forschung und Projekte zu Magnetischen Funktionsmaterialien

Gruppenleiter: Prof. Dr. Olav Hellwig


Aktuelles:

"TU Chemnitz und HZDR gewinnen Speichertechnologie-Experten aus dem Silicon Valley"

Pressebericht des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf | Pressebericht der TU Chemnitz



Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Herstellung und Charakterisierung von magnetischen Funktionsmaterialien vor allem in der Form von Dünnschichtsystemen. Hierbei spielt insbesondere die Kontrolle über die vertikale Lagenstruktur zur Funktionalisierung der Systeme eine entscheidenede Rolle. Das Ziel ist es dann Schalt- und Schreibprozesse in optimierten Systemen gezielt über magnetische Felder, Licht, Wärme, Mikrowellen, spin-polarisierte Ströme, oder andere Wechselwirkungen zu steuern.

Auch die laterale Struktur der Filme kann funktionalisiert werden mittels Lithographiemethoden oder Ionenbestrahlung, z.B. zur Herstellung von isolierten Bitstrukturen oder magnetischen Infrastrukturen zum Datentransport und zur Datenverarbeitung. Die Herstellung vieler magnetisch identischer Nanostrukturen (Körner, Speicherzellen) mit identischen magnetischen Eigenschaften ist sowohl für die Herstellung von Festplattenspeichermedien als auch MRAM Zellen eine große Herausforderung. Die Kombination und Optimierung von vertikal funktionalen Schichtstrukturen und selbst organisierten lateralen Korn- oder Zellenstrukturen ist ein Thema, daß im Mittelpunkt unserer Aktivitäten steht.

Das Wechselspiel zwischen Design und Herstellung solcher komplexen Schichtsysteme mittels Sputter-Deposition und deren Charakterisierung mit Standard-Labormethoden, aber auch mit Synchrotronmethoden, die neben Elementsensitivität auch hohe Orts und Zeitauflösung bieten, ermöglichen es uns schnell neue Ideen zu testen und weiter zu entwickeln. Die weitere Infrastruktur in der Abteilung Magnetismus und Ionenstrahlen eröffnet unserer Arbeitsgruppe viele Kollaborationsmöglichkeiten zur gezielten Modifikation magnetischer Materialien und zur Erforschung ihrer Magnetisierungsdynamik.


Projektthemen

  • Magnetische Strukturbildung in antiferromagnetisch (AF) gekoppelten Systemen mit senkrechter Anisotropie
  • Modifikation antiferromagnetisch (AF) gekoppelte Systemen mit senkrechter Anisotropie durch Ionenbestrahlung
  • Magnetische Materialoptimierung für “Heat Assisted Magnetic Recording (HAMR)” Medien
  • Magnetische Materialoptimierung für “Bit Patterned Recording (BPR) ” Medien
  • Exchange-Bias Effekte in Mikro- und Nanosystemen
  • Magnetische Materialien für “All-optical switching” (AOS)
  • Multilagenschichten ferrimagnetischer Legierungen aus seltenen Erden und Übergangsmetallen
  • Kontrolle und Optimierung des Kornwachstums in magnetischen Dünnschichtsystemen mit senkrechter Anisotropie

Detaillierte Informationen zu den Projektthemen finden Sie hier


Themenbereiche für Bachelor-, Master-, und Promotionsarbeiten

  • Projekte zur Charakterisierung und Modifikation synthetisch geschichteter Antiferromagneten mit senkrechter Anisotropie
    • Magnetische Rasterkraftmikroskopiestudien von Ummagnetisierungsprozessen
    • Magnetowiderstandsstudien
    • Ionenbestrahlungsstudien zur Modifikation (makroskopisch und mikroskopisch)
    • Dynamische Dämpfungsstudien mit ferromagnetischer Resonanz (FMR) und Brillouin Light Scattering (BLS) (in Kollaborations mit anderen HZDR Magnetismus Gruppen)
  • Herstellung und Charakterisierung neuer synthetisch geschichteter Antiferromagneten mit senkrechter Anisotropie
    • Co/Ni Multilagen, Co/Oxid Multilagen
    • Neue Materialien zur Optimierung der RKKY Kopplung
  • Integration und Kopplung senkrechter synthetisch geschichteter Antiferromagneten mit anderen Systemen zur gezielten Integration in neuartige heterogene Infrastrukturen
  • Themen im Bereich "Bit Patterned Media (BPM)":
    • Reduzierung der intrinsischen Schaltfeldverteilung durch Kombination von Schichten unterschiedlichen Anisotropieursprungs (laminated media)
    • Optimierungsmöglichkeiten durch nachträgliche Heizprozesse
    • Neuartige Strukturierungsmethoden: Ionenbestrahlung kombiniert mit nachträglichen Heizprozesse
  • Themen im Bereich "Heat Assisted Magnetic Recording (HAMR) Media":
    • Optimierung von "HAMR" Medien mit Kornperioden unter 7 nm
    • Kohärentes lagenübergreifendes Kornwachstum bei hohen Temperaturen
    • Wachstum hochqualitativer "HAMR" Medien auf MgO Einkristallen und SiN Membranen

Vollständige Publikationsliste

Vollständige Patentliste


Aktuelle Lehrveranstaltungen an der TU Chemnitz:

Link zur Übersicht der Lehrveranstaltungen



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