Reine Spinströme

Der Experimentalphysiker Prof. Dr. Sebastian Goennenwein berichtete am 08. Dezember 2020 in seinem Vortrag "Reine Spinströme" von seiner Forschung.

Reine Spinströme – d.h. gerichtete Bewegungen von magnetischem Drehimpuls – sind erst seit wenigen Jahren experimentell zugänglich. In Festkörpern können reine Spinströme zum Beispiel durch Spin-Pumpen in Ferromagnet/Normalmetall-Heterostrukturen oder durch Anlegen von Wärmegradienten im sogenannten Spin-Seebeck-Effekt erzeugt werden. Zum Nachweis von Spinströmen bietet sich dann der inverse Spin-Hall-Effekt an: Aufgrund der Spin-Bahn-Kopplung induziert ein Spinstrom in bestimmten Materialien auch einen Ladestrom, der dann mit herkömmlicher Elektronik erfasst werden kann.

Im Vortrag wurde eine Einführung bzw. einen Überblick über die experimentelle Untersuchung von reinen Spinströmen gegeben. Dazu wurden zunächst einige Grundkonzepte für den Spintransport vorgestellt, und auf die Umwandlung von Ladungs- in Spinströme anhand des Spin-Hall-Effekts eingegangen. Der Hauptteil des Vortrags befasste sich dann mit zwei Schlüsselexperimenten zum Spinstromtransport, mit denen veranschaulicht wurde, wie reine Spinströme erzeugt, manipuliert und gemessen werden können. Schließlich wurden noch typische Messplätze und die Laboreinrichtung erläutert.