Technische Universität Braunschweig
  • Studium & Lehre
    • Vor dem Studium
      • Informationen für Studieninteressierte
      • Studiengänge von A-Z
      • Bewerbung
      • Fit4TU - Self-Assessment
      • Beratungsangebote für Studieninteressierte
      • Warum Braunschweig?
    • Im Studium
      • Erstsemester-Hub
      • Semestertermine
      • Lehrveranstaltungen
      • Studien-ABC
      • Studienorganisation
      • Beratungsnavi
      • Zusatzqualifikationen
      • Finanzierung und Kosten
      • Besondere Studienbedingungen
      • Gesundheit & Wohlbefinden
      • Campusleben
    • Nach dem Studium
      • Exmatrikulation und Vorlegalisation
      • Nach dem Abschluss
      • Alumni*ae
    • Strategien und Qualitätsmanagement
      • Qualitätsmanagement
      • Systemakkreditierung
      • Studienqualitätsmittel
      • TU Lehrpreis
    • Für Lehrende
      • Informationen für Lehrende
      • Konzepte
      • Lernmanagementsystem Stud.IP
    • Kontakt
      • Studienservice-Center
      • Sag's uns - in Studium und Lehre
      • Zentrale Studienberatung
      • Immatrikulationsamt
      • Abteilung 16 - Studium und Lehre
      • Career Service
      • Projekthaus
  • Forschung
    • Forschungsprofil
      • Forschungsschwerpunkte
      • Exzellenzcluster der TU Braunschweig
      • Forschungsprojekte
      • Forschungszentren
      • Forschungsprofile der Professuren
    • Frühe Karrierephase
      • Förderung in den frühen Phasen der wissenschaftlichen Karriere
      • Promotion
      • Nachwuchsgruppenleitung
      • Junior Professur und Tenure-Track
      • Habilitation
      • Service-Angebote für Wissenschaftler*innen
    • Forschungsdaten & Transparenz
      • Transparenz in der Forschung
      • Forschungsdaten
      • Open Access Strategie
      • Digitale Forschungsanzeige
    • Forschungsförderung
      • Netzwerk Forschungsförderung
      • Datenbanken und Stiftungen
    • Kontakt
      • Forschungsservice
      • Graduiertenakademie
  • International
    • Internationale Studierende
      • Warum Braunschweig?
      • Studium mit Abschluss
      • Austauschstudium
      • TU Braunschweig Summer School
      • Geflüchtete
      • International Student Support
      • International Career Service
    • Wege ins Ausland
      • Studium im Ausland
      • Praktikum im Ausland
      • Lehren und Forschen im Ausland
      • Arbeiten im Ausland
    • Internationale Forschende
      • Welcome Support for International Researchers
      • Service für gastgebende Einrichtungen
    • Sprachen und interkulturelle Kompetenzvermittlung
      • Deutsch lernen
      • Fremdsprachen lernen
      • Interkulturelle Kompetenzvermittlung
    • Internationales Profil
      • Internationalisierung
      • Internationale Kooperationen
      • Strategische Partnerschaften
      • Internationale Netzwerke
    • International House
      • Wir über uns
      • Kontakt & Sprechstunden
      • Aktuelles und Termine
      • International Days
      • 5. Studentische Konferenz: Internationalisierung der Hochschulen
      • Newsletter, Podcast & Videos
      • Stellenausschreibungen
  • Die TU Braunschweig
    • Unser Profil
      • Ziele & Werte
      • Ordnungen und Leitlinien
      • Allianzen & Partner
      • Hochschulentwicklung 2030
      • Ecoversity – die TU Braunschweig als Ökosystem Universität
      • Internationale Strategie
      • Fakten & Zahlen
      • Unsere Geschichte
    • Karriere
      • Arbeiten an der TU
      • Stellenmarkt
      • Berufsausbildung an der TU
    • Wirtschaft & Unternehmen
      • Unternehmensgründung
      • Freunde & Förderer
    • Öffentlichkeit
      • Veranstaltungskalender
      • Check-in für Schüler*innen
      • Hochschulinformationstag (HIT)
      • CampusXperience
      • Kinder-Uni
      • Das Studierendenhaus
      • Gasthörer*innen & Senior*innenstudium
      • Nutzung der Universitätsbibliothek
    • Presse & Kommunikation
      • Stabsstelle Presse und Kommunikation
      • Medienservice
      • Ansprechpartner*innen
      • Tipps für Wissenschaftler*innen
      • Themen und Stories
    • Kontakt
      • Allgemeiner Kontakt
      • Anreise
      • Für Hinweisgeber
  • Struktur
    • Leitung & Verwaltung
      • Das Präsidium
      • Stabsstellen
      • Verwaltung
      • Organe, Statusgruppen und Kommissionen
    • Fakultäten
      • Carl-Friedrich-Gauß-Fakultät
      • Fakultät für Lebenswissenschaften
      • Fakultät Architektur, Bauingenieurwesen und Umweltwissenschaften
      • Fakultät für Maschinenbau
      • Fakultät für Elektrotechnik, Informationstechnik, Physik
      • Fakultät für Geistes- und Erziehungswissenschaften
    • Institute
      • Institute von A-Z
    • Einrichtungen
      • Universitätsbibliothek
      • Gauß-IT-Zentrum
      • Zentrale Personalentwicklung
      • International House
      • Projekthaus
      • Transferservice
      • Hochschulsportzentrum
      • Einrichtungen von A-Z
    • Studierendenschaft
      • Studierendenparlament
      • Fachschaften
      • Studentische Wahlen
    • Lehrer*innenbildung
      • Lehrer*innenfortbildung
      • Forschung
    • Chancengleichheit
      • Gleichstellung
      • Familie
      • Diversität
    • Kontakt
      • Personensuche
  • Suche
  • Schnellzugriff
    • Personensuche
    • Webmail
    • cloud.TU Braunschweig
    • Messenger
    • Mensa
    • TUconnect (Studierendenportal)
    • Lehrveranstaltungen
    • Im Notfall
    • Stud.IP
    • UB Katalog
    • Status GITZ-Dienste
    • Störungsmeldung GB3
    • IT Dienste
    • Informationsportal (Beschäftigte)
    • Beratungsnavi
    • Linksammlung
    • DE
    • EN
    • Instagram
    • YouTube
    • LinkedIn
    • Mastodon
    • Bluesky
Menü
  • Struktur
  • Fakultäten
  • Fakultät für Elektrotechnik, Informationstechnik, Physik
  • Institute
  • Institut für Physik der Kondensierten Materie
  • Forschung
  • Prof. Dr. Dirk Menzel
Logo Institut für Physik der Kondensierten Materie der TU Braunschweig
Forschungsgebiete
  • Prof. Dr. Dirk Menzel
    • Forschungsgebiete
    • Bachelorarbeiten
    • Publikationen

Forschungsgebiete

Prof. Dr. Dirk Menzel

Topologische Spinstrukturen

In magnetischen Materialien mit Kristallstrukturen ohne Inversionszentrum kann der Dzyaloshinskii-Moriya-Austausch zu helikalen oder konischen Spinausrichtungen führen. In manchen Fällen bilden sich sogar topologisch nicht-triviale Strukturen wie die sog. Skyrmionen aus (s. Abb.), die mit neuartigen elektronischen und magnetischen Transportphänomenen verknüpft sind und daher unter dem Begriff Skyrmionics eine innovative Art der spintronischen Datenspeicherung und -verarbeitung versprechen.

Skyrmion

Epitaktische Filme und Nanostrukturierung

MBE

Sowohl aus fundamentalen Gesichtspunkten als auch für Anwendungen sind Dünnschichtsyteme und Nanostrukturen von großem Interesse. Mit Hilfe der Molekularstrahlepitaxie stellen wir dünne B20-Übergangsmetall-Silizid und -Germanid-Filme (MnSi, MnGe, FeGe u.ä.) her. Dabei interessieren uns vor allem die magnetischen und Transporteigenschaften beim Übergang vom Bulk hin zu niederdimensionalen Strukturen. Ziel ist es, die im Volumen stark eingegrenzte Skyrmionenphase im dünnen Film auf einen größeren Bereich im magnetischen Phasendiagramm auszuweiten.

Für spintronische Anwendungen ist eine Nanotrukturierung des Materials unabdingbar. Dies funktioniert jedoch nur, weil die epitaktischen Filme morphologisch von hoher Qualität mit Oberflächenrauigkeiten im Bereich von wenigen Nanometern sind. In einer Kollaboration mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt können wir mit Hilfe der Elektronenstrahl-Lithographie definierte Nanostrukturen aus den Filmen erzeugen, die zum einen wohldefinierte Transportmessungen erlauben, zum anderen auch die Untersuchung von Grenzflächeneffekten ermöglichen.

Nanostruktur

Magnetische Phasendiagramme und Chiralität von helikalen Magneten

SANS

Die nicht-zentrosymmetrische kristalline Struktur (B20) vieler Übergangsmetallsilizide führt über die Dzyaloshinskii-Moriya-Wechselwirkung zu einer helikalen Spin-Struktur mit einer an die absolute Kristallstruktur gekoppelte Chiralität. Aus Kleinwinkel-Neutronenstreu-Experimenten in Verbindung mit Magnetisierungsmessungen lassen sich magnetische Phasendiagramme solcher B20-Verbindungen ausmessen und grundsätzliche Konzepte chiraler Symmetrien, die an sehr vielen Stellen in der Natur eine Rolle spielen, untersuchen. Diese Projekte sind Kooperationen mit dem St.-Petersburg Nuclear Physics Institute und dem Helmholtz-Zentrum Geesthacht .

Einkristallzucht magnetischer Materialien

Für die Erforschung der intrinsischen Eigenschaften von Materialien spielt die Herstellung von möglichst perfekten Einkristallen eine entscheidende Rolle. Intermetallische Verbindungen und Silizide lassen sich unter anderem mit dem Tri-Arc-Czochralski-Verfahren herstellen. Hierbei werden Lichtbögen aus drei wassergekühlten Wolfram-Elektroden mit einer hochfrequenten Hochspannung berührungslos gezündet und jeweils über ein kommerzielles Schweißgerät betrieben. Die Anode bildet dabei die Schmelze in einem wassergekühlten Kupfertiegel, deren Temperatur sich sehr genau über die Leistung der Lichtbögen einstellen lässt.

Kristallzucht

Die entsprechend der Stöchiometrie eingewogenen Ausgangsmaterialien werden zuvor in einer separaten Lichtbogenschmelzanlage mehrfach aufgeschmolzen und gewendet, so dass hierbei ein bereits relativ gut durchmischter Polykristall entsteht, der anschließend in die Czochralski-Anlage eingelegt werden kann.

Auch an Einkristallen (B20-Materialien wie MnSi, Fe1-xCoxSi, Fe1-xMnxSi, aber auch Co8Zn6+yMn8-y-zFez) werden magnetische und Transportmessungen zur Untersuchung von Skyrmionen durchgeführt.

Elektronische Korrelationen

PES

Die binäre Verbindung FeSi galt lange Zeit als der erste Kondo-Isolator, bei dem die lokalen Momente nicht durch f-, sondern durch d-Zustände verursacht werden. Die Untersuchung der elektronischen Korrelationen in diesem Material zeigen jedoch ganz deutlich, dass FeSi eher in einem Bandmodell zu beschreiben ist, in dem es durch elektronische Selbst-Energie-Effekte zu einer Renormalisierung der Zustandsdichten kommt. Solche Untersuchungen werden mit Hilfe von hochaufgelösten Photoemissionsmessungen sowie optischen Untersuchungen durchgeführt.

Bildnachweise dieser Seite

Für alle

Stellen der TU Braunschweig
Jobbörse des Career Service
Merchandising
Sponsoring- & Spendenleistungen
Drittmittelgeförderte Forschungsprojekte
Vertrauenspersonen für Hinweisgeber

Für Studierende

Semestertermine
Lehrveranstaltungen
Studiengänge von A-Z
Informationen für Erstsemester
TUCard

Interne Tools

Status GITZ-Dienste
Handbuch für TYPO3 (Intern)
Corporate Design-Toolbox (Intern)
Glossar (DE-EN)
Meine Daten ändern
Hochschulöffentliche Bekanntmachungen

Kontakt

Technische Universität Braunschweig
Universitätsplatz 2
38106 Braunschweig
Postfach: 38092 Braunschweig
Telefon: +49 (0) 531 391-0

Anreise

© Technische Universität Braunschweig
Impressum Datenschutz Barrierefreiheit

Zur anonymisierten Reichweitenmessung nutzt die TU Braunschweig die Software Matomo. Die Daten dienen dazu, das Webangebot zu optimieren.
Weitere Informationen finden Sie in unserer Datenschutzerklärung.