(openPR) Prof. Dr. Jairo Sinova von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) wird ein neues Schwerpunktprogramm (SPP) koordinieren, das im Bereich der Physik kondensierter Materie angesiedelt ist und sich mit unkonventionellem Magnetismus befasst. Das Schwerpunktprogramm wird Grundlagenforschung und angewandte Forschung betreiben mit dem Ziel, auf der Basis von unkonventionellen magnetischen Systemen Bauteile oder Geräte zu entwickeln, die bis an die Grenze des physikalisch Machbaren gehen im Hinblick auf Geschwindigkeit, Speicherdichte und Effizienz. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat die Einrichtung des Schwerpunktprogramms "Unkonventioneller Magnetismus: Jenseits des Paradigmas des S-Wellen-Magnetismus" genehmigt und stellt für zunächst drei Jahre rund acht Millionen Euro bereit. Das Projekt soll 2026 starten.
Neues Konzept der "Teramagnetischen Technologie"
"Wir freuen uns über die Möglichkeit, auf diesem zukunftsweisenden wissenschaftlichen Feld intensiv mit Forschenden auf dem Gebiet des Magnetismus zusammenzuarbeiten und dabei die bisherigen Begrenzungen herkömmlicher magnetischer Systeme hinter uns zu lassen", teilt der Koordinator Jairo Sinova vom Institut für Physik der JGU dazu mit. Die Arbeiten werden auf den jüngsten Entdeckungen des Altermagnetismus aufsetzen und auf der Entwicklung von unkonventionellen nicht-kollinearen Antiferromagneten. Dadurch können die Limitierungen, die sich durch den konventionellen Ferromagnetismus und Antiferromagnetismus ergeben, überwunden werden. Dies führt zu dem neuen Konzept der "Teramagnetischen Technologie", verbunden mit der Perspektive, gegenüber der derzeitigen Informationstechnologie (IT) eine tausendfache Steigerung bei der Geschwindigkeit und Effizienz zu erreichen.
"Wenn wir die Pionierrolle von deutschen Forschungsteams bei der Entdeckung des Altermagnetismus und bei der Entwicklung des unkonventionellen Magnetismus im Allgemeinen betrachten, dann erfolgt die Einrichtung des Schwerpunktprogramms genau zur rechten Zeit", so Sinova. Angestrebt wird, die vielfältigen Bemühungen verschiedener in Deutschland ansässiger Teams zu bündeln – Teams, die auf den Gebieten der kondensierten Materie, der Materialwissenschaft und des Ingenieurwesens arbeiten und die das gemeinsame Ziel im Auge haben, unkonventionellen Magnetismus vollständig zu verstehen, zu kontrollieren und letztendlich zu funktionalisieren. Dies wiederum wird den Erwartungen zufolge die Grundlage für eine künftige "teramagnetische Informationstechnologie" bilden.
DFG-Schwerpunktprogramme mit interdisziplinärer und ortsübergreifender Zusammenarbeit
In Schwerpunktprogrammen sollen nach Darstellung der DFG Themen bearbeitet werden, von denen eine prägende Wirkung auf ein wissenschaftliches Feld zu erwarten ist. Das kann zum einen durch die Entdeckung neuer Forschungsgebiete erfolgen, zum anderen dadurch, dass bekannte Gebiete aus einer anderen Perspektive oder über einen neuen Zugang bearbeitet werden. Darüber hinaus zeichnen sich Schwerpunktprogramme durch eine interdisziplinäre und ortsübergreifende Zusammenarbeit von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus.
Die jetzt bewilligten Schwerpunktprogramme werden in den kommenden Monaten einzeln von der DFG ausgeschrieben, um interessierte Forschende aufzufordern, in den Verbünden mitzuarbeiten. Die eingehenden Förderanträge prüft die DFG auf ihre wissenschaftliche Qualität und ihren Beitrag zum jeweiligen Hauptthema. Insgesamt werden Schwerpunktprogramme sechs Jahre lang gefördert.
Expertise in Mainz: Altermagnetismus als dritte Art von Magnetismus vorhergesagt und experimentell bestätigt
Altermagnetismus wurde erst vor wenigen Jahren theoretisch vorhergesagt und mittlerweile von Arbeitsgruppen an der JGU auch experimentell bestätigt. Altermagnete vereinen die Vorteile von Ferromagneten und Antiferromagneten, die zuvor als grundsätzlich unvereinbar galten. Die Entdeckungen wurden maßgeblich von Jairo Sinova und Dr. Libor Šmejkal vorangetrieben. Sinova kam 2014 als Alexander von Humboldt-Professor von der Texas A&M University nach Mainz. Hier wurde er auf die Professur für Theoretische Physik mit dem Schwerpunkt "Elektronische und magnetische Eigenschaften kondensierter Materie" berufen. Er gilt als ausgewiesener Spezialist auf dem Gebiet des Magnetismus und der Nutzung magnetischer Eigenschaften für die Entwicklung neuer mikroelektronischer Bauteile. Libor Šmejkal war von 2020 bis 2024 in der Gruppe von Sinova wissenschaftlicher Teamleiter und ist seit 2024 unabhängiger Teamleiter am Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme in Dresden.
Bildmaterial:
https://download.uni-mainz.de/presse/08_physik_komet_inspire_spp.jpg
Abgelenkte Elektronen aufgrund eines unkonventionellen anomalen Hall-Effekts in einem altermagnetischen Kristall von Rutheniumdioxid
Abb./©: Libor Šmejkal und Matthias Greber
Weiterführende Links:
• https://www.sinova-group.physik.uni-mainz.de/ – Arbeitsgruppe INSPIRE von Prof. Dr. Jairo Sinova am Institut für Physik der JGU
• https://www.spice.uni-mainz.de/ – Spin Phenomena Interdisciplinary Center (SPICE) am Institut für Physik der JGU
• https://www.iph.uni-mainz.de/ – Institut für Physik der JGU
• https://www.pks.mpg.de/de/fqm/people – Dr. Libor Šmejkal am Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme
• https://www.dfg.de/de/foerderung/foerdermoeglichkeiten/programme/koordinierte-programme/schwerpunktprogramme – Schwerpunktprogramme der DFG
Lesen Sie mehr:
• https://presse.uni-mainz.de/wissenschaftlicher-durchbruch-2024-entdeckung-des-altermagnetismus/ – Pressemitteilung "Wissenschaftlicher Durchbruch 2024: Entdeckung des Altermagnetismus" (15.01.2025)
• https://presse.uni-mainz.de/johannes-gutenberg-universitaet-mainz-mit-vier-antraegen-fuer-sonderforschungsbereiche-erfolgreich/ – Pressemitteilung "Johannes Gutenberg-Universität Mainz mit vier Anträgen für Sonderforschungsbereiche erfolgreich" (31.05.2024)
• https://presse.uni-mainz.de/gute-aussichten-fuer-altermagnete-in-der-spinbasierten-elektronik/ – Pressemitteilung "Gute Aussichten für Altermagnete in der spinbasierten Elektronik" (13.03.2024)
• https://presse.uni-mainz.de/forschungsteam-beobachtet-direkt-den-altermagnetismus/ – Pressemitteilung "Forschungsteam beobachtet direkt den Altermagnetismus" (15.02.2024)
• https://presse.uni-mainz.de/altermagnetismus-experimentell-bestaetigt/ – Pressemitteilung "Altermagnetismus experimentell bestätigt" (08.02.2024)
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• https://presse.uni-mainz.de/neuer-hall-effekt-entdeckt/ – Pressemitteilung "Neuer Hall-Effekt entdeckt" (02.05.2023)
• https://presse.uni-mainz.de/dfg-foerdert-herausragende-forschung-an-der-jgu-neuer-sonderforschungsbereich-in-den-materialwissenschaften-bewilligt/ – Pressemitteilung "DFG fördert herausragende Forschung an der JGU: Neuer Sonderforschungsbereich in den Materialwissenschaften bewilligt" (29.05.2020)
• https://www.magazin.uni-mainz.de/wir-muessen-raus-aus-unserer-komfortzone/ – JGU-Magazin-Beitrag '"Wir müssen raus aus unserer Komfortzone'" (18.01.2019)
• https://presse.uni-mainz.de/spin-phenomena-interdisciplinary-center-an-der-johannes-gutenberg-universitaet-mainz-eroeffnet/ – Pressemitteilung "Spin Phenomena Interdisciplinary Center an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz eröffnet" (22.04.2015)
• https://presse.uni-mainz.de/jairo-sinova-und-stuart-parkin-erhalten-alexander-von-humboldt-professuren/ – Pressemitteilung "Jairo Sinova und Stuart Parkin erhalten Alexander von Humboldt-Professuren" (08.05.2014)
• https://presse.uni-mainz.de/jairo-sinova-erhaelt-erc-foerderung-fuer-die-entwicklung-neuer-konzepte-in-der-spintronik/ – Pressemitteilung "Jairo Sinova erhält ERC-Förderung für die Entwicklung neuer Konzepte in der Spintronik" (22.01.2014)
wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Jairo Sinova
Interdisciplinary Spintronics Research Group (INSPIRE)
Institut für Physik
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
55099 Mainz
Tel.: +49 6131 39-23340
E-Mail: 
https://www.sinova-group.physik.uni-mainz.de/team/jairo-sinova/
