Logotyp: till Uppsala universitets webbplats

uu.sePublikationer från Uppsala universitet
Ändra sökning
ExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
BETA

Projekt

Projekttyp/Bidragsform
Projektbidrag
Titel [sv]
En korrelationsspektroskopisk bild av spinn- och laddningsfluktuationer i magnetiska material ner till nanosekunder
Titel [en]
A correlation spectroscopy view of spin and charge fluctuations in magnetic materials down to nanoseconds
Abstract [sv]
Kvantmaterial med intressanta funktioner kännetecknas ofta av konkurrerande ordningsparametrar som återspeglas i fluktuationer på flera längd- och tidsskalor. Att förstå kvantfluktuationer är viktigt för att förstå den grundläggande fysiken bakom de kvantmekaniska fenomen som uppstår i dessa material och för att kunna använda dem i nya tillämpningar. Långsamma fluktuationer, med en periodicitet i storleksordningen sekunder, kan redan detekteras med röntgenfotonkorrelationsspektroskopi (XPCS), medan ultrasnabba fluktuationer, inom intervallet nanosekunder, kan detekteras i viss utsträckning genom oelastisk neutronspridning. I detta projekt vill vi utöka XPCS mot kortare tidsskalor genom att utveckla en ny händelsebaserad 2D-detektor, en princip välkänd från högenergifysiken. Projektet utnyttjar också den höga briljans och koherens som de nya lagringsringarna MAX IV, PETRA III och i framtiden PETRA IV erbjuder, speciellt mot längre våglängder (mjuka röntgenstrålar). Här finns många absorptionskanter, som är direkt användbara för att mäta materialets spinnkomponenter – en viktig parameter i kvantmaterial! Vi kommer därför att använda de nya, ultrasnabba, mjuka röntgen-XPCS-detektorerna för att studera spinnfluktuationer i topologiska spinnstrukturer (skyrmioner), spinn-nanogitterstrukturer (spin-is), 2D-magnetiska filmer och stripe-domäner i korrelerade elektronmaterial. Dessa material har olika fluktuationer med tidsskalor mellan 10 ns och 10 s, vilket kräver nya, snabbare detektorer. Med dessa kan vi åstadkomma ett absolut paradigmskifte inom kvantmaterialforskning. Konsortiet samlar ett unikt team av ledande experter inom detektorteknologi, magnetiska material, synkrotronljus och XPCS. De snabba XPCS-detektorerna som utvecklats i denna RAC kommer då att vara tillgängliga för alla användare och gynna hela forskarsamhället. 
Abstract [en]
Quantum materials are often characterized by competing order parameters that open the door to novel functionalities. Such frustrated order leads to fluctuations on multiple length and time-scales. While slow (second) fluctuations can be detected by X-ray Photon Correlation Spectroscopy (XPCS), ultrafast (nanosecond) fluctuations are to some extent accessible to inelastic neutron scattering. Here we propose to access the important intermediate time-scales by developing XPCS based on a novel event-based soft x-ray detector, a principle well known from high-energy physics. We will demonstrate the new XPCS capabilities by studying spin fluctuations in topological spin textures (skyrmions), spin-ice nanostructure arrays, 2D magentic films and stripe-domains in correlated electron materials. Spin sensitivity will be achieved by tuning into soft x-ray absorption edges. The project makes full use of the high brilliance and coherence of the new storage rings such as MAX IV, PETRA III and in the future PETRA IV. For this purpose the consortium ensembles a unique team of experts in detector technology, magnetism and XPCS. The fast XPCS capabilities to be developed in this RAC will be available to all users and benefit the whole community.  
Publikationer (2 of 2) Visa alla publikationer
Hunt, R. G., Moldarev, D., Grassi, M. P., Primetzhofer, D. & Andersson, G. (2025). Control of ferrimagnetic compensation and perpendicular anisotropy in Tb𝑥⁢Co(100−𝑥) with H+ ion implantation. Physical Review Materials, 9(3), Article ID 034409.
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Control of ferrimagnetic compensation and perpendicular anisotropy in Tb𝑥⁢Co(100−𝑥) with H+ ion implantation
Visa övriga...
2025 (Engelska)Ingår i: Physical Review Materials, E-ISSN 2475-9953, Vol. 9, nr 3, artikel-id 034409Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

The tuning of magnetic properties through electrochemical loading of hydrogen has recently attracted significant interest as a way to manipulate magnetic devices with electric fields. In this paper we investigate quantitatively the magneto-ionic effect of hydrogen uptake on the magnetic properties of rare-earth transition-metal alloy Tb𝑥⁢Co(100−𝑥) in the composition range of 𝑥=10−39at.% using ion implantation. Using this technique we are able to link changes in magnetic behavior to exact concentrations of hydrogen, isolated from the movement of any other ions that would be a factor in electrochemical studies. The composition of the alloy has been varied alongside the hydrogen dose to characterize the effect of progressive hydrogen loading on the full range of 𝑥displaying out-of-plane magnetic anisotropy. We find large changes in two important properties: the compensation composition and the Co-rich in-plane to out-of-plane magnetic anisotropy transition composition, both of which move by 6 at.% toward higher Tb concentrations after hydrogen implantation. This shift in composition does not increase with a larger dose. From the changes in magnetization we attribute the change in compensation composition to a significant reduction of the moment on the Tb sublattice.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
American Physical Society, 2025
Nationell ämneskategori
Den kondenserade materiens fysik
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-556770 (URN)10.1103/PhysRevMaterials.9.034409 (DOI)001465591200004 ()2-s2.0-105000470697 (Scopus ID)
Forskningsfinansiär
Vetenskapsrådet, 2023-06359Vetenskapsrådet, 2019-00191Carl Tryggers stiftelse för vetenskaplig forskning , CTS 22:2039Wenner-Gren Stiftelserna, RSh2024-0057
Tillgänglig från: 2025-05-19 Skapad: 2025-05-19 Senast uppdaterad: 2026-02-18Bibliografiskt granskad
Vantaraki, C., Grassi, M. P., Ignatova, K., Foerster, M., Arnalds, U. B., Primetzhofer, D. & Kapaklis, V. (2025). Magnetic order and long-range interactions in mesoscopic Ising chains. Physical Review B, 111(2), Article ID L020408.
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Magnetic order and long-range interactions in mesoscopic Ising chains
Visa övriga...
2025 (Engelska)Ingår i: Physical Review B, ISSN 2469-9950, E-ISSN 2469-9969, Vol. 111, nr 2, artikel-id L020408Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

We investigate the design of magnetic ordering in one-dimensional mesoscopic magnetic Ising chains by modulating long-range interactions. These interactions are affected by geometrical modifications to the chain, which adjust the energy hierarchy and the resulting magnetic ground states. Consequently, the magnetic ordering can be tuned between antiferromagnetic and antiferromagnetic dimer phases. These phases are experimentally observed in chains fabricated using both conventional electron-beam lithography and ion implantation techniques, demonstrating the feasibility of controlling magnetic properties at the mesoscale. The ability of attaining these magnetic structures by thermal annealing, underlines the potential of using such systems instead of simulated annealers in tackling combinatorial optimization tasks.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
American Physical Society, 2025
Nationell ämneskategori
Den kondenserade materiens fysik
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-551436 (URN)10.1103/PhysRevB.111.L020408 (DOI)001417190800001 ()2-s2.0-85216034968 (Scopus ID)
Forskningsfinansiär
Vetenskapsrådet, 2019-00191Vetenskapsrådet, 2019-03581Vetenskapsrådet, 2023-06359Vetenskapsrådet, 2020-00207G. Thelins stipendiestiftelseStiftelsen Liljewalchska donationenEU, Horisont Europa, 101058414EU, Horisont Europa, 10039728
Tillgänglig från: 2025-02-24 Skapad: 2025-02-24 Senast uppdaterad: 2025-04-02Bibliografiskt granskad
Sjöblom, Peter
ProjektledareDurr, Hermann
Beye, Martin
Kapaklis, Vassilios
Schwenke, Jörg
Gutt, Christian
Koordinerande organisation
Uppsala universitet
Forskningsfinansiär
Tidsperiod
2024-01-01 - 2027-12-31
Nationell ämneskategori
Den kondenserade materiens fysik
Identifikatorer
DiVA, id: project:9159Projekt id: 2023-06359_VR

Sök vidare i DiVA

Den kondenserade materiens fysik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar