elmélyült tudás elméleti fizikából és motiváció a számítógépes modellezés iránt
A vékonyrétegekben kialakuló komplex mágneses struktúrák, különösképpen a mágneses skyrmionok vizsgálata az utóbbi évtizedben a szilárdtestfizika egyik legintenzívebb kutatási területévé vált. Az elméleti vizsgálatok alapját klasszikus és kvantumos spin-modell számítások képezik. A Heisenberg modell ab initio elméletének relativisztikus kiterjesztése lehetővé tette a Dzyaloshinsky-Moriya (DM) kölcsönhatás számítását, mely alapvető szerepet játszik a nem-kollineáris mágneses textúrák képződésében. Saját eredményeink és számos irodalmi munka is bizonyítják, hogy a mágneses rendszerek pontosabb leírásához szükség van magasabb rendű, legalább négy-spin kölcsönhatások figyelembevételére. Korábbi szakdolgozatában a hallgató egy egyszerű szoros kötésű elektronszerkezeti modell alapján analitikus kifejezést adott az izotróp és királis négy-spin kölcsönhatásokra. A diplomamunkában ezt a munkát folytatja: egyrészt szisztematikus analizálja a a négy-spin DM kölcsönhatásra kapott eredményeit, másrészt a Korringa-Kohn-Rostoker ab initio elektronszerkezet számító programcsomagban implementálja a levezetett formulákat. Néhány prototipus mágneses vékonyrétegben (pl. Fe,Co rétegek Ir,Pt szubsztráton), megvizsgálja ezek nagyságrendjét a két-spin DM kölcsönhatásokhoz képest. Egy nemrégiben publikált munkánkban (A. Lászlóffy et al. Physical Review B 99, 184430 (2019)) a négy-spin DM kölcsönhatások nem-perturbatív számítására tettünk javaslatot. A diplomamunkában érdemes lenne összehasonlítani a kétféle számítási módszert. Spindinamika szimulációkkal fontos lenne megvizsgálni, hogy a magasabb rendű királis kölcsönhatások mennyire befolyásolják a felületi mágneses skyrmionok stabilitását, valamint dinamikus tulajdonságait, pl. az elektromos vagy hőáram által gerjesztett mozgását. A fenti kutatási célok megvalósítását szoros együttműködésben tervezzük Prof. Ulrich Nowak kutatócsoportjával a Konstanzi Egyetemen, így a hallgató tapasztalatokat szerezhet a nemzetközi együttműködés terén is.