• Die 1963 gegründete Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung ist eine private Stiftung des bürgerlichen Rechts zur Förderung der Forschung und Ausbildung auf dem Gebiet der Naturwissenschaften.

  • Seminar im „WE-Heraeus-Hörsaal“ des Physikzentrums Bad Honnef. Die Reihe „WE-Heraeus-Seminare“ ist das Flaggschiff im Förderprogramm der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung.

  • Die Stiftung fördert Lehrerfortbildungen zur Teilchenphysik, Quantenphysik oder Astronomie, die z.B. am XLAB in Göttingen durchgeführt werden.

  • Schüler-Observatorium auf dem Dach eines Gymnasiums: An 6 identischen Teleskopen kann eine komplette Klasse Sterne und die Sonne beobachten. Ein Beitrag der Stiftung zum modernen Physikunterricht.

  • Die Stiftung initiiert und finanziert Buchproduktionen zur Verbreitung von Faktenwissen über gesellschaftlich bedeutende Themen (für SchülerInnen) sowie zur Ausbildung von LehrerInnen.

633. WE-Heraeus-Seminar

Spin-Orbit Dynamics – Connecting Timescales from Nanoseconds to Femtoseconds

 

Die magnetischen Eigenschaften von Festkörpern hängen oft entscheidend davon ab, wie stark und auf welche Weise Elektronenspins untereinander und mit ihrer Umgebung wechselwirken. Die zugrundeliegenden Kopplungsmechanismen sind zahlreich und spielen sich über einen weiten Bereich von Zeitskalen ab. Insbesondere die Spin-Bahn-Wechselwirkung führt zu Spindynamik vom Nanosekunden- bis hin in den Femtosekunden-Bereich und hat in jüngster Zeit großes Interesse auf sich gezogen, nicht zuletzt aufgrund potenzieller Anwendungen zum schnellen Schalten von Spins.

 

Die Spin-Bahn-Dynamik war entsprechend das zentrale Thema des 633. WE-Heraeus-Seminars, das vom 4. bis 6. Januar 2017 im ausgebuchten Physikzentrum in Bad Honnef stattfand. Die rund 80 Teilnehmerinnen und Teilnehmer forschen aktiv in Gebieten wie der ultraschnellen Dynamik von magnetischer Ordnung (Femtosekunden), der Terahertz-Spektroskopie (Pikosekunden) und der magnetischen Resonanz (Nanosekunden). Da Spin-Bahn-Dynamik auf all diesen Zeitskalen stattfindet, unterscheiden sich die verwendeten experimentellen Aufbauten und theoretischen Modelle erheblich. Folglich war der wissenschaftliche Austausch zwischen diesen Forschungsfeldern bisher eingeschränkt. Im Rahmen dieses Seminars wurde dieser Austausch sehr erfolgreich gefördert, und die verschiedenen Spin-Bahn-Phänomene wurden in einem größeren Rahmen betrachtet.

 

Das wissenschaftliche Programm umfasste insgesamt 18 Hauptvorträge, 45 Poster und 45 Impulsvorträge, in dem sowohl führende internationale Experten als auch Nachwuchswissenschaftler einen Einblick in ihre Arbeiten gaben. Die Hauptvorträge präsentierten neueste Trends zum elektrischen Schalten von Magnetisierung durch Spin-Bahn-Drehmomente im Subnanosekundenbereich, zum Testen zentraler spintronischer Effekte bei extrem hohen Frequenzen im Terahertzband und auf Femtosekunden-Zeitskalen, zur Theorie von Spin-Bahn-Effekten speziell an Grenzflächen bis hin zur Kontrolle von antiferromagnetischer Ordnung durch elektrische Ströme ausführlich. Diese und verwandte Themen wurden an den Postern und in zahlreichen Diskussionen bis spät in die Nacht vertieft, und neue Kollaborationen wurden geschlossen. Die besten Impulsvorträge und Poster wurden mit Geldpreisen ausgezeichnet.

 

Wir bedanken uns bei der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung für die großzügige finanzielle und insbesondere bei Martina Albert für die professionelle organisatorische Unterstützung.

 

Dr. Mathias Weiler, Walther-Meißner-Institut Garching; Prof. Dr. Stefan Mathias, Universität Göttingen; Dr. Tobias Kampfrath, Fritz-Haber-Institut Berlin