Wird ein metallischer Ferromagnet mit einem ultrakurzen Lichtpuls angeregt, so verändert sich seine Magnetisierung auf einer Femtosekundenzeitskala. Diese Entdeckung eröffnete das Feld der Spintronik, die Anwendungen von schnellerem Speichern bis hin zu neuen Konzepten für eine effizientere Rechen- und Informationstechnologie haben soll.

Auch Jahrzehnte nach der ersten experimentellen Demonstration der ultraschnelle Magnetisierungdynamik sind einige der zugrundeliegenden Mechanismen noch nicht vollständig verstanden, und es werden regelmäßig neue Effekte entdeckt. Daher entwickeln wir Modelle zur Beschreibung der Magnetisierungsdynamik auf verschiedenen Ebenen. Diese reichen von phänomenologischen Temperaturbasierten Modellen bis hin zu mikroskopischen Boltzmann’schen Stoßintegralen. Wir untersuchen das Zusammenspiel verschiedener Wechselwirkungen wie zum Beispiel spinabhängige Elektron-Elektron und Elektron-Phonon Stöße um ihre Auswirkungen auf die Magnetisierungsdynamik zu bestimmen.

Ist der Ferromagnet Teil eines Mehrschichtsystems, so können zusätzliche Energie- und Teilchentransportprozesse wie z.B. Spinströme die Dynamik beeinflussen, die teilweise intrinsische Prozesse dominieren. Daher stellen sie einen zusätzlichen Freiheitsgrad dar, mithilfe dessen die Magnetisierungsdynamik kontrolliert werden kann. Indem Probenparameter wie die Dicke der verschiedenen Schichten systematisch variiert werden, kann die optische Manipulation der Magnetisierung optimiert werden. Unsere Projekte stehen in enger Verbindungen zu entsprechenden Experimenten, wo unsere Modelle bei der Interpretation der experimentellen Ergebnisse helfen sollen um die zugrundeliegenden physikalischen Mechanismen zu identifizieren.