See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Institutsionaalne uurimistoetus (IUT)" projekt IUT23-3
IUT23-3 "THz kiirguse vastasmõju magnetiliste ergastustega (1.01.2014−31.12.2019)", Toomas Rõõm, Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituut.
IUT23-3
THz kiirguse vastasmõju magnetiliste ergastustega
Interaction of THz radiation with magnetic excitations
1.01.2014
31.12.2019
Teadus- ja arendusprojekt
Institutsionaalne uurimistoetus (IUT)
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.10. FüüsikaP260 Tahke aine: elektrooniline struktuur, elektrilised, magneetilised ja optilised omadused, ülijuhtivus, magnetresonants, spektroskoopia1.2. Füüsikateadused (astronoomia ja kosmoseteadus, füüsika ja teised seotud teadused)60,0
4. Loodusteadused ja tehnika4.12. Protsessitehnoloogia ja materjaliteadusT150 Materjalitehnoloogia2.3. Teised tehnika- ja inseneriteadused (keemiatehnika, lennundustehnika, mehaanika, metallurgia, materjaliteadus ning teised seotud erialad: puidutehnoloogia, geodeesia, tööstuskeemia, toiduainete tehnoloogia, süsteemianalüüs, metallurgia, mäendus, tekstiilitehnoloogia ja teised seotud teadused).40,0
AsutusRollPeriood
Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituutkoordinaator01.01.2014−31.12.2019
PerioodSumma
01.01.2014−31.12.2014221 300,00 EUR
01.01.2015−31.12.2015221 300,00 EUR
01.01.2016−31.12.2016221 300,00 EUR
01.01.2017−31.12.2017221 300,00 EUR
01.01.2018−31.12.2018221 300,00 EUR
01.01.2019−31.12.2019221 300,00 EUR
1 327 800,00 EUR

Terahertsspektroskoopia on üks parimatest meetoditest magnetiliste ergastuste uurimiseks. Me kasutame seda meetodit magnetelektrilise vastasmõju uurimiseks multiferroikutes ja kriitiliste nähtuste uurimimiseks erinevat klassi magnetilistes materjalides. Magnetelektriline vastasmõju multiferroikutes seob polarisatsiooni magnetväljaga ja magneetuvuse elektriväljaga, mis on tööpõhimõtte aluseks uut tüüpi mäludele ja elektronseadmetele. Eksootilisematest nähtustest loodame näha kriitilist opalestsentsi ja teisi suurte kriitiliste fluktuatsioonide ilminguid olekudiagrammi (kvant-) kriitiliste punktide lähedal. Kasutame terahertsspektroskoopiat koos tugeva magnetväljaga (üle 30T) ja ülimadalate milli-Kelvin temperatuuridega. Neid uuringuid toetavad spinn-süsteemide dünaamika modelleerimine ja magnetiliste vastasmõjude arvutamine koos magnet-elastse vastasmõju arvessevõtmisega.
THz spectroscopy is one of the most powerful methods for probing magnetic excitations in solids. We will use this method to study magnetoelectric coupling in multiferroics and critical effects in different classes of magnetic materials. Magnetoelectric interaction in multiferroics mutually couples magnetization and polarization to electric and magnetic fields, thus offering new design concepts for memories and other electronic devices. Regarding more exotic effects, we will endeavour to observe critical opalescence related to critical end points, and other signatures of giant fluctuations in the vicinity of (quantum) critical points. We will use THz spectroscopy in combination with high magnetic fields (beyond 30\,T) and low temperatures (down to the milli-Kelvin range). Experimental studies will be supported by theoretical modelling of spin dynamics systems and by first-principle calculation of magnetic interactions with a particular emphasis on magnetoelastic coupling.
Arvutustehnika areng järgib Moore'i seadust: transistoride arv kiibis kahekordistub iga kahe aasta tagant. Koos sellega kasvab kiibis tarbitav energiatihedus. Energiatiheduse kasv ei pane ainult piire transistoride mõõtmete vähenemisele, vaid tähendab ka üleilmset energiakulu kasvu, sest mikrokiibid leiavad üha laiemat kasutust. Seega, et piirata energiatiheduse kasvu kiipides ning vähendada kiipide poolt tarbitavat energiat, on vaja leida uus, ränitehnoloogiast erinev ja ökonoomsem viis loogikatehete sooritamiseks [S. Manipatruni et al., Nat. Phys., 14, 338 (2018)]. Uue võimaliku tehnoloogia aluseks on magnetelektrilised (ME) multiferroidid [S. Manipatruni et al., arXiv:1512.05428 (2015)], millede ME omadusi selles projektis uurisime. Küsimus on, kuidas aine olekut elektri ja magnetväljaga muuta ning mis tingimustel see olek on püsiv. Projekti kandev idee on, et ME nähtused põhjustavad suunadikroismi, THz kiirguse (valgus, mida inimsilm ei tunneta) neeldumise sõltuvust kiirguse leviku suunast aines. Lühidalt tähendab see, et kasutades elektri- ja magnetvälja on võimalik lülitada aine läbipaistvust THz kiirgusele. Need ideed on aluseks ME materjalide rakendustele THz-kiirgusega töötavates sideseadmetes. Me leidsime suunadikroismi BiFeO3 kristallis toatemperatuuril, kuid kahjuks alvadub see ainult tugevas magnetväljas. LiCoPO4 osutus aga selliseks materjaliks, kus mõõduka elektri- ja magnetväljaga saab LiCoPO4 lülitada kahe ME oleku vahel ning need olekud on püsivad pärast väljade eemaldamist. Tegemist on potensiaalse ME mälumaterjaliga, mille kahte seisundit määratakse läbipaistvusega THz kiirgusele. Meie projekt on näidanud, et ME materjalid vastasmõjus THz kiirgusega toovad uusi suundi sidepidamise ja arvutustehnika arengusse. Lisaks huvitavate nähtuste avastamisele oleme saanud teavet selle kohta, kuidas ME materjalid toimivad. See teadmine toob lähemale uue põlvkonna väikese energitarbega loogikaseadmete kasutuselevõtu.