Theory of magnetic systems in electric and electromagnetic fields
Project goals
Progress in information and imaging technologies requires understanding microscopic processes which control reaction of magnetic materials to external fields. We will develop a formalism for describing magnetic materials in electric and electromagnetic fields and apply it to technologically promising phenomena and systems. Our approach is based on quantum mechanical calculations of electronic states; it utilizes the linear response theory for weak fields and nonequilibrium Green's functions for strong and time-dependent fields. A multi-perspective view is promoted by tackling more problems via different methods. The emphasis is on a unified relativistic description of transport properties and exchange interactions, on manipulation of the magnetic properties of thin films by an applied voltage, and on ultrafast magnetization dynamics induced by time-dependent laser pulses. Concerning the materials, we will focus on layered systems, on substitutionally disordered alloys and on noncentrosymmetric systems supporting the emergence of complex magnetic structures such as skyrmions.
Keywords
ab initio calculationselectron magnetismrelativistic effectsexternal fieldssubstitutional alloyselectron transport
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
SGA0202300001
Main participants
Ústav fyziky materiálů AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
23-04746S
Alternative language
Project name in Czech
Teorie magnetických systémů v elektrických a elektromagnetických polích
Annotation in Czech
Rozvoj informačních a zobrazovacích technologií vyžaduje porozumět mikroskopickým procesům, které řídí reakci magnetických materiálů na vnější pole. Hodláme rozpracovat formalismus pro popis magnetických materiálů v elektrických a elektromagnetických polích a aplikovat jej na technologicky perspektivní jevy a systémy. Náš přístup je založen na kvantově-mechanických výpočtech elektronových stavů, využívá teorii lineární odezvy v případě slabých polí i techniku nerovnovážných Greenových funkcí v případě polí silných a časově závislých. Simultánní použití různých metod na příbuzné problémy umožní pohled z různých perspektiv. Důraz klademe na jednotný relativistický popis transportních vlastností a výměnných interakcí, na ovlivňování magnetických vlastností tenkých vrstev elektrickým napětím a na ultrarychlé změny magnetizace vlivem časově proměnných laserových pulsů. Z materiálového hlediska se soustředíme na vrstevnaté systémy, na substitučně neuspořádané slitiny a na systémy bez inverzní symetrie umožňující vytváření složitých magnetických struktur jako jsou např. skyrmiony.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2023
Realization period - end
Dec 31, 2025
Project status
K - Ending multi-year project
Latest support payment
Feb 29, 2024
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-GA0-GA-R
Data delivery date
Feb 21, 2025
Finance
Total approved costs
9,497 thou. CZK
Public financial support
9,371 thou. CZK
Other public sources
126 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
9 497 CZK thou.
Public support
9 371 CZK thou.
98%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
Solution period
01. 01. 2023 - 31. 12. 2025