Modellierung und Simulation wechselwirkender freier und deponierter Nanomagnete

magnetische Moleküle, Nanomagnetismus, Nanotechnologie, Modellierung

Fachhochschule Bielefeld
Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik
Wilhelm-Bertelsmann-Str. 10
33602 Bielefeld                                                                         


Projektleitung
Prof. Dr. rer. nat. Christian Schröder, FB IuM
+49 (0) 521 10671226
christian.schroeder@fh-bielefeld.de

Vertretung
M.Sc. Lisa Teich, FB IuM
+49 (0) 521 10671228
lisa.teich@fh-bielefeld.de

Projektbeteiligung
Universität Bielefeld, Fakultät für Chemie, Prof. Glaser
Universität Bielefeld, Fakultät für Physik, Prof. Hütten

Laufzeit
01.08.2011-31.07.2014

Projektförderung
DFG Forschergruppen

Kurzbeschreibung
Projekt 10 des DFG-Fortsetzungsantrages der Forschergruppe FOR 945 "Nanomagnete: von der Synthese über die Wechselwirkung mit Oberflächen zur Funktion". Dieses Projekt befasst sich mit einem in der Forschergruppe 945 bislang noch nicht betrachteten Aspekt, nämlich der theoretischen Modellierung und Simulation wechselwirkender Nanomagnete. Aufbauend auf den Ergebnissen aus dem Projekt 5 "Ab initio- und Modell-Untersuchungen freier und deponierter magnetischer Moleküle" bilden die in Projekt 1 "Optimierung supramolekularer Einzelmolekülmagnete" synthetisierten Einzelmolekülmagnete vom Typ [M^t₆M^c]ⁿ+ einen Ausgangspunkt des Projekts. Darüber hinaus sollen in enger Zusammenarbeit mit dem Projekt 3 "Spinabhängiger Elektronentransport in selbstorganisierten Monolagen magnetischer Nanopartikel" zwei- und dreidimensionale magnetische Wechselwirkungsstrukturen aus nanopartikulären Systemen theoretisch untersucht werden. In Systemen von Nanomagneten, die auf Oberflächen aufgebracht bzw. in Schicht- oder Bulk-Systemen eingebettet sind, treten bei niedrigen wechselseitigen Abständen aufgrund der magnetostatischen Wechselwirkung kooperative Phänomene auf.
Aus theoretischer Sicht stellen solche Strukturen von Nanomagneten hochkomplexe Systeme dar: Magnetische Dipolwechselwirkungen sind langreichweitig und wirken nicht nur zwischen nächsten Nachbarn, sondern über das ganze System. Die Dynamik kollektiver Spin-Anregungen ist hochgradig nichtlinear. Anisotropie- Effekte und magnetisches Tunneln sowie oberflächenvermittelte Austauschwechselwirkungen spielen eine wichtige Rolle. In diesem Projekt solle das Wechselspiel der Faktoren und ihr Einfluss auf die statischen und dynamischen magnetischen Observablen auf der Basis klassischer Spin-Dynamik- und mikromagnetischer Verfahren theoretisch modelliert, simuliert und mit experimentellen Ergebnisse verglichen werden. Auf diese Weise wird eine enge Verzahnung zwischen Theorie und Experiment gewährleistet.