Competing interactions in multiferroics and low-dimensional systems

Vele oxiden van overgangsmetalen zijn ferro-elektrisch en talloze zijn magnetisch. Ferro-elektrische magneten die beide eigenschappen verenigen, komen echter sporadisch voor. Het onderzoek naar dergelijke materialen die een kruiselingse koppeling vertonen tussen magnetisatie en elektrische polarisatie is heden ten dage een van de populairste onderzoeksvelden binnen de vaste stof fysica geworden. In dit proefschrift bestudeer ik verschillende microscopische mechanismen voor ferro-elektrische magneten en de elementaire excitaties van deze nieuwe materiaalklasse. Elektrische en magnetische materialen zijn niet meer weg te denken uit de hedendaagse technologie. Magnetische materialen worden volop toegepast in hightech opslagmedia zoals harde schijven van computers en creditcards. In feite is een harde schijf een verzameling van miljarden kleine nanomagneetjes. De orintatie van de magnetische gebiedjes - naar boven of naar beneden - correspondeert met een binaire '0' of '1'. Op microscopisch niveau wordt magnetisme meestal veroorzaakt doordat elektronspins in een stof zich ordenen. Een elektronspin is te vergelijken met een kompasnaaldje met een noorden zuidpool. In een staafmagneet wijzen alle spins vast in een richting. In de natuurkunde noemen we deze materialen ferromagneten. Ze worden veelvuldig toegepast omdat het magnetisme zich richt naar een extern magnetisch veld bijvoorbeeld gegenereerd door een schrijfkop. Als naburige spins in het kristalrooster tegengesteld gericht zijn spreken we van antiferromagnetisme. Daarnaast bestaan er ook hoogst complexe magnetische structuren. Het spectrum reikt van lang uitgedijde spiraal- of helixstructuren tot magne-tische vortices. ... Zie: Samenvatting.