Doktorsvörn í eðlisfræði - Hendrik Schrautzer

Streymi

Doktorsefni: Hendrik Schrautzer

Heiti ritgerðar: Uppröðun segulvigra í nanókerfum með mörgum ástöndum (Ordering in multistable magnetic nanostructures).

Andmælendur:
Dr. Denys Makarov, deildarforseti snjallefnis- og snjallkerfisdeildar Helmholty-Zentrum Dresden-Rossendorf e.V., Þýskalandi.
Dr. Vitaliy Lomakin, prófessor við Rafmagns- og tölvuverkfræðideild Kaliforníuháskóla.

Leiðbeinandi: Dr. Pavel F. Bessarab, gestaprófessor við Raunvísindadeild Háskóla Íslands.

Umsjónarkennari: Dr. Snorri Þorgeir Ingvarsson, prófessor við Raunvísindadeild Háskóla Íslands.

Einnig í doktorsnefnd:
Dr. Hannes Jónsson, prófessor við Raunvísindadeild Háskóla Íslands.
Dr. Stefan Heinze, prófessor við Christian-Albrechts-Unversity of Kiel, Þýskaland.

Doktorsvörn stýrir: Dr. Birgir Hrafnkelsson, prófessor og deildarforseti Raunvísindadeildar HÍ.

Ágrip

Nanóskala segulkerfi sem hýst geta ýmis staðbundin segulmynstur samtímis, t.a.m. skyrmeindir og enn flóknari mynstur, eru áhugaverð fyrir grunnvísindi sem og tækninýjungar, en greining á slíkum kerfym er krefjandi vegna þess hve orkuyfirborð þeirra er flókið. Víxverkuninni milli segulvigranna ákvarðar lögun orkuyfirborðsins og þar geta komið fram fjöldi staðbundinna lágmarka sem samsvara hálfstöðugum ástöndum. Innan kjörsveifilsnálgunar virkjunarástandskenningarinnar sem og Kramers/Langer kenningunni er lykilatriðið að finna fyrsta stigs söðulpunkta til að meta gang og hraða umbreytinga milli ástanda og þar með meta  stöðugleika staðbundinna segulmynstra við tiltekið hitastig. Í þessu verkefni er þróuð og innleidd umgjörð til að gera það kleift að finna fyrsta stigs söðulpunkta á orkuyfirborði segulkerfa á kefisbundinn hátt. Ólíkt aðferðum til að finna lágmarksorkuferla, þarf aðferðin sem þróuð er hér ekki upplýsingar um lokaástand umbreytinganna. Aðferðafræðin byggist ekki á fyrirbærafræðilegum líkönum og nálgunum og opnar því möguleikann á því að framkvæma reikninga sem geta spáð fyrir um varmadrifnar umbreytingar á löngum tímaskala í segulklerfum þar sem mörg ástönd eru til staðar. Kerfisbundin greining á orkuyfirborðinu er fengin með því að staðsetja orkulágmörk og tengja þau með leiðum í gegnum fyrsta stigs söðulpunkta. Aðferðinni er beitt á ýmis kerfi sem geta verið í margs konar ástöndum sem samsvara staðbundnum segulmynsttrum, þar með tví- og þrívíð hendin segulkerfi og örþunnar húðir hliðarmálma sem og marglaga kerfi. Til að mynda er fundin stigskipting á hvarfgangi sem á við um margskonar grannfræðileg mynstur sem og ráðandi gangur fyrir eyðingu þeirra. Enn fremur er sýnt fram á að langdræg tvískautsvíxverkun leiðir til mun flóknari hvarfgangs í þrívíðum kerfum, þar með hendnum bobbum, skyrmeindastrengjum og kúlulaga mynstrum. Í örþunnum húðum hliðarmálma, sem eru oft notuð, sýna reikningarnir að hærri gráðu víxlverkun getur aukið líftíma skyrmeinda og andskyrmeinda. Þessi dæmi um notkun aðferðarinnar sýna að hún markar mikilvægt skref í kennilegum spám um langtíma framvindu segulkerfa og greiningu á orkuyfirborði flókinna kerfa sem nýst geta í nýrri tækni.

Um doktorsefnið

Hendrik fæddist árið 1992 og ólst upp í Kiel í norðurhluta Þýskalands. Hann stundaði nám í eðlisfræði við Christian-Albrechts-háskólann í Kiel á árunum 2013 til 2020, þar sem hann lauk meistaraprófi. Meistaraverkefni hans fjallaði um atómíska spunaaflfræði í fjöllaga segulefnum.

Að námi loknu starfaði hann hjá hugbúnaðarfyrirtækinu True Ocean áður en hann hóf doktorsnám sitt á Íslandi árið 2021. Rannsóknarsvið Hendriks eru meðal annarra hönnun tölulegra aðferða til bestunar segulkerfa.