Leoni Breth

Dr. Leoni Breth

Zentrum für Modellierung und Simulation

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Zur Person

Dr. Leoni Breth studierte im Diplomstudium Technische Physik an der Technischen Universität Wien mit Schwerpunkt “Physik der kondensierten Materie”. Ihre Arbeit an magnetoresistiven Sensoren setzte sie im Rahmen ihrer Dissertation als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Austrian Institute of Technology unter der Leitung von Prof. Hubert Brückl fort. Zusätzlich zu Herstellung der Sensoren entwickelte sie in Kooperation mit Prof. Dieter Süss (TU Wien, jetzt Universität Wien) ein theoretisches Modell zur Schaltfeldverteilung basierend auf thermischen Fluktuationen und deren Einfluss auf das Detektionslimit eines magnetoresistiven Fluxgate-Sensors. Dr. Breths konnte ihren wissenschaftlichen Horizont im Rahmen einer Projektstelle bei Prof. Süss um Simulationen von Schaltfeldverteilungen für Austausch-gekoppelte Mehrschicht-Festplattenmedien bei hohen Temperaturen erweitern. Nach ihrer Promotion mit ausgezeichnetem Erfolg im Oktober 2016 ging sie für sechs Monate an die Universität Southampton, UK zu Prof. Hans Fangohr und Dr. Ondrej Hovorka, um in einem gemeinsamen Projekt u.a. mit der University of Oxford an der Modellierung von Skyrmionen in B20-Materialien mitzuwirken. Nach etwas mehr als zwei Jahren in der Entwicklung sicherheitskritischer Software bei TTTech-Auto in Wien, ist Dr. Leoni Breth seit Mitte Mai 2020 am Department für Integrierte Sensorsysteme als wissenschaftliche Projektmitarbeiterin in einem FFG-geförderten Projekt zur Nutzung von First-Order-Reversal Curves (FORCs) zur zerstörungsfreien Bestimmung von relevanten Materialparametern von Hartmetallen mithilfe einer Künstlichen Intelligenz (KI) beschäftigt.

Articles

  • L. Breth, D. Suess, C. Vogler, B. Bergmair, M. Fuger, R. Heer, H. Brueckl: Thermal switching field distribution of a single domain particle for field-dependent attempt frequency, Journal of Applied Physics 112, 023903 (2012)
  • L. Breth, T. Dimopoulos, J. Schotter, K. Rott, H. Brückl and D. Suess: Fluxgate principle applied to a magnetic tunnel junction for weak magnetic field sensing, IEEE Transactions on Magnetics 47, 1549 (2011)
  • D. Suess, C. Vogler, C. Abert, F. Bruckner, R. Windl, L. Breth, and J. Fidler: Fundamental limits in heat-assisted magnetic recording and methods to overcome it with exchange spring structures, Journal of Applied Physics 117, 163913 (2015)
  • T. Huber, B. Bergmair, C. Vogler, F. Bruckner, L. Breth, W. Hetaba, G. Hrkac and D. Suss: Ultra-Low-Cost RFID Based on Soft Magnetic Ribbons, IEEE Transactions on Magnetics 50, 1 (2014)
  • D. Suess, L. Breth, J. Lee, M. Fuger, C. Vogler, F. Bruckner, B. Bergmair, T. Huber, J. Fidler and T. Schrefl: Calculation of coercivity of magnetic nanostructures at finite temperatures, Phys. Rev. B 84, 224421 (2011)

 

Conference contributions

  • M. Beg, L. Breth, D.I. Cortes, R. Pepper, T. Kluyver, G. Downing, T. Hesjedal, P. Hatton, T. Lancaster, G. Balakrishnan, O. Hovorka and H. Fangohr: Proposal for a micromagnetic standard problem for materials with Dzyaloshinskii-Moriya interaction, MMM Conference Pittsburgh, 6. - 10. Nov. 2017
  • L. Breth, D.Suess and H. Brueckl: Detection limit of the TMR fluxgate sensor: Is pT-resolution feasible with a magnetoresistance based technology?, talk at the Joint European Magnetics Symposia JEMS 2016, Glasgow (UK), August 21 - 26 2016
  • L. Breth, R. Heer and H. Brueckl: Fluxgate magnetometer based on a tunnelling magnetoresistance element, talk at Mikroelektroniktagung ME2012 (Best Paper Award), Vienna, April 23 - 24 2012
  • L. Breth, D. Suess, C. Vogler, B. Bergmair, M. Fuger, R. Heer, H. Brueckl: Switching of single-domain magnetic particles under the influence of thermal fluctuations, talk at the Spring Meeting of the German Physics Association (DPG Frühjahrstagung) in Berlin, March 25 - 30 2012
  • L. Breth, D. Suess, R. Heer, T. Dimopoulos, H. Brueckl: Thermally assisted switching on intermediate timescales in magnetic tunnel junctions, talk at the Magnetism and Magnetic Materials Conference (MMM) in Scottsdale (USA), Oct 30 – Nov 3 2011
  • L. Breth, T. Dimopoulos, R. Heer, J. Schotter, K. Rott, D. Süss, H., Brueckl: Noise characteristics of magnetoresistive fluxgates for weak magnetic field sensing, talk at the Spring Meeting of the German Physics Association (DPG Frühjahrstagung) in Dresden, March 13 - 18 2011

Posters

  • L. Breth, D. Suess, R. Heer, T. Dimopoulos, H. Brueckl: Effect of thermally assisted switching in a tunneling magnetoresistance fluxgate sensor, poster at the IEEE Magnetics Society Summer School in New Orleans (USA), May 22 - 27 2011
  • L. Breth, D. Suess, T. Dimopoulos, J. Schotter, H. Brueckl: Ultrasensitive magnetometer for biomedical applications, poster at the NANOSENS Meeting, Vienna, Dec 2 - 3 2010
  • L. Breth, D. Suess, T. Dimopoulos, J. Schotter, H. Brueckl: Fluxgate principle applied to a magnetic tunnel junction for weak magnetic field sensing, poster at the Symposium on Magnetic Multilayers (MML) in Berkeley (USA), Sept 19 - 24 2010

Projekte (Auszug Forschungs­datenbank)

Laufende Projekte

Data driven magnet design through combinatorial synthesis and micromagnetic graph networks

Projektzeitraum: 01.03.2023–31.03.2026
Projektverantwortung (Universität für Weiterbildung Krems): Harald Özelt
Fördergeber: FWF

Abgeschlossene Projekte

Künstliche Intelligenz und FORC-Analyse in der Carbidproduktion

Projektzeitraum: 01.04.2020–31.03.2023
Projektverantwortung (Universität für Weiterbildung Krems): Hubert Brückl
Fördergeber: FFG

Publikationen (Auszug Forschungs­datenbank)

Ali, Q.; Fischbacher, J.; Kovacs, A.; Özelt, H.; Gusenbauer, M.; Moustafa, H.; Böhm, D.; Breth, L.; Schrefl, T. (2024). Defect manipulation for the coercivity enhancement of Nd-Fe-B permanent magnets. Physica B: Condensed Matter, Vol. 678: 415759

Kovacs, A.; Exl, L.; Kornell, A.; Fischbacher, J.; Hovorka, M.; Gusenbauer, M.; Breth, L.; Oezelt, H.; Yano, M.; Sakuma, N.; Kinoshita, A.; Shoji, T.; Kato, A.; Schrefl, T. (2024). Image-based prediction and optimization of hysteresis properties of nanocrystalline permanent magnets using deep learning. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 596: 171937

Moustafa, H.; Kovacs, A.; Fischbacher, J.; Gusenbauer, M.; Ali, Q.; Breth, L.; Hong, Y.; Rigaut, W.; Devillers, T.; Dempsey, N. M.; Schrefl, T.; Özelt, H. (2024). Reduced Order Model for Hard Magnetic Films. AIP Advances, Vol. 14, iss. 2: 025001-1 bis 025001-5

Breth, L.; Fischbacher, J.; Kovacs, A.; Özelt, H.; Schrefl, T.; Brückl, H.; Czettl, C.; Kührer, S.; Pachlhofer, J., Schwarz, M. (2023). FORC diagram features of Co particles due to reversal by domain nucleation. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 571 (2023) 170567 Available online 24 February 2023 0304-8853/© 2023 Elsevier B.V. All rights reserved.Contents lists available at ScienceDirect Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 571: 1-6

Breth, L.; Schrefl, T.; Fischbacher, J.; Oezelt, H.; Kovacs, A.; Czettl, C.; Pachlhofer, J.; Schwarz, M.; Brueckl, H. (2023). Micromagnetic simulations as a tool for bottom-up explainability of FORC diagrams. Proceedings in AIM IEEE Advances in Magnetics 2023, Vol. 1: 1

Schaffer, S.; Schrefl, T.; Oezelt, H.; Kovacs, A.; Breth, L.; Mauser, N.J.; Suess, D.; Exl, L. (2023). Physics-informed machine learning and stray field computation with application to micromagnetic energy minimization. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 576: 170761

Oezelt, H.; Kovacs, A.; Breth, L.; Gusenbauer, M.; Schaffer, S.; Exl, L.; Schrefl. T. (2023). Machine learning based optimization of hard-/soft magnetic nanostructures. In: HMM, proceedings in 13th International Symposium on Hysteresis Modeling and Micromagnetics (HMM 2023): 1, HMM, Wien

Ali, Q.; Fischbacher, J.; Kovacs, A.; Oezelt, H.; Gusenbauer, M.; Moustafa, H.; Böhm, D.; Breth, L.; Schrefl, T. (2023). Defect Manipulation for the Coercivity Enhancement of Nd-Fe-B Permanent Magnets. SSRN, 2023: 4628986, Elesevier

Breth, L.; Fischbacher, J.; Kovacs, A.; Oezelt, H.; Schrefl, T.; Czettl, C.; Kuehrer, S.; Pachlhofer, J.; Schwarz, M.; Weirather, T.; Brueckl, H. (2023). Structural and micromagnetic modeling of the magnetic binder phase in WC-Co cemented carbides. IEEE International Magnetic Conference - Short Papers, 2023: https://doi.org/10.1109/INTERMAGShortPapers58606.2023.10304872

Kovacs, A.; Exl, L.; Kornell, A.; Fischbacher, J.; Hovorka, M.; Gusenbauer, M.; Breth, L.; Oezelt, H.; Yano, M.; Sakuma, N.; Kinoshita, A.; Shoji, T.; Kato, A.; Schrefl, T. (2022). Conditional physics informed neural networks. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, Vol. 104: 106041

Kovacs, A.; Exlc, L.; Kornell, A.; Fischbacher, J.; Hovorka, M.; Gusenbauer, M.; Breth, L.; Oezelt, H.; Praetorius, D.; Suess, D.; Schrefl, T. (2022). Magnetostatics and micromagnetics with physics informed neural networks. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 548: 168951

Vorträge (Auszug Forschungs­datenbank)

Structural and micromagnetic modeling of the magnetic binder phase in WC-Co cemented carbides

IEEE International Magnetics Conference INTERMAG 2023,, 19.05.2023

Interpretation ambiguity in FORC diagrams

Joint European Magnetism Symposia Conference JEMS 2022, 28.07.2022

FORC diagrams of hcp-Co particle ensembles from micromagnetic simulations

IEEE Advances in Magnetism (AIM) 2020+2021, 15.06.2021

Using a Random Forest Regressor to predict First Order Reversal Curves of hcp-Co particle ensembles

Intermag 2021, 26.04.2021