Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Innovation dank Simulation: Mobilfunk & mehr mit magnetischen Nanokomponenten

02.12.2010
Neue Anwendungsgebiete für magnetische Nanostrukturen dank Simulationssoftware der FH St. Pölten

Kleine magnetische Nanobauteile können in der Zukunft große Anwendungsfelder finden - und die Fachhochschule St. Pölten liefert mit einer anspruchsvollen Simulations-Software die Basis dafür.

Als Partnerin in einem Kooperationsprojekt der TU Wien mit der Universität Paris Sud trägt sie so dazu bei, die Grundlagen für Mobilfunkgeräte und Sensoren einer neuen Generation zu schaffen. Ziel des Projekts ist zum einen ein besseres Verständnis magnetischer Prozesse und zum anderen ein anwendungsorientierter Einsatz - in Form von speziellen Generatoren für die Erzeugung von Mikrowellen-Strahlung und magnetischen Sensoren im platzsparenden "Nano-Design". Ihre Entwicklung basiert auf Prozessen, die bisher nicht ausreichend berechenbar waren. Ein Hindernis, das nun mit der Expertise für Simulation an der FH St. Pölten beseitigt wird.

Miniaturisierung ist keine Kleinigkeit. Eine große Herausforderung ist sie vor allem für die Kommunikationstechnologie. Dem Wunsch nach immer mehr Funktionalität auf immer kleinerem Raum sind physikalische Grenzen gesetzt. Durch besseres Verständnis und optimales Nutzen von Materialeigenschaften finden sich jedoch noch neue Möglichkeiten zur Miniaturisierung. Ein Team um Prof. Dr. Thomas Schrefl, Leiter des Master-Studiengangs "Industrial Simulation" der Fachhochschule St. Pölten, ist der Zukunft immer einen Schritt voraus - dank seiner Expertise in der Simulation von magnetischen Materialeigenschaften.

In einem aktuellen Projekt der TU Wien ist sein Know-how als Kooperationspartner nun ganz besonders gefragt. Denn hier geht es um die Entwicklung magnetischer Generatoren, die elektronische Strahlung im Mikrowellenbereich erzeugen sollen und in den Handys der Zukunft ihre Anwendung finden werden. Ein weiteres Entwicklungsziel ist ein Prototyp für magneto-elastische Sensoren mit breiten Anwendungsmöglichkeiten.

SPIN DOCTOR
Doch für die Konzipierung dieser konkreten Produkte müssen erst allgemeine Erkenntnisse über magnetische Prozesse gewonnen werden. Dazu Prof. Schrefl: "Wenn wir magnetische Materialien besser verstehen, können wir ihre besonderen Effekte optimal nutzen. Dann können wir Bauteile verkleinern und energiesparender auslegen. Im konkreten Fall befassen sich die Kooperationspartner der TU Wien mit dem Spin-torque und dem magnetischen Widerstand. Beide Vorgänge stehen im Zusammenhang mit dem Spin von Elektronen. Dabei handelt es sich um eine quantenmechanische Größe des Elektrons, mit der ein magnetisches Moment verbunden ist. Wenn wir diese Vorgänge kontrollieren, dann können wir winzige, regelbare Giga-Hertz-Oszillatoren für den Mobilfunk ebenso entwickeln, wie magnetische Sensoren, die völlig ohne Stromversorgung oder sonstige elektronische Bauelemente auskommen."
PIONIERLEISTUNG
Damit wird technologisches Neuland beschritten das zunächst "kartographiert" werden muss. Genau das ermöglicht das aktuelle Projekt, das vom Wiener Wissenschafts-, Forschungs- und Technologiefonds WWTF mit über einer halben Million Euro gefördert wird. In diesem Projekt soll die mathematische Beschreibung des Spin-torques und des magnetischen Widerstands erweitert werden. Tatsächlich sind trotz beachtlicher Fortschritte in letzter Zeit die bisherigen Modelle unvollständig und damit für konkrete, technische Anwendungen ungeeignet.

Wer mit den magnetischen Prozessen wirklich "etwas machen will", der muss sie genauer beschreiben und ihr Verhalten unter spezifischen Bedingungen verstehen. Daher gliedert sich das Projekt in mehrere aufeinander aufbauende Teilprojekte, wie Dr. Gino Hrkac vom Institut für Analysis und Scientific Computing der TU Wien erläutert: "Mathematiker werden sowohl den Spin-torque als auch den magentischen Widerstand numerisch genauer beschreiben als je zuvor. Auf Basis dieser Daten entwickeln wir eine Simulations-Software. Das Tool ermöglicht den Physikern ein besseres Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen. Darauf aufbauend können nun die Ingenieure im Projekt-Team Prototypen bilden und Bauvorschriften entwickeln." Zu den Prototypen des Projekts zählt ein winziger Giga-Hertz-Oszillator, der die Frequenz eines Mobilgerätes im Bereich von 5 - 40 Giga-Hertz regelbar macht und optimal in bestehende Geräte integriert werden könnte.

Dieses Projekt zeichnet besonders aus, dass der klare Fokus auf der technischen Anwendung liegt und gleichzeitig fundemtale Erkenntnisse zu Eigenschaften magnetischer Materialien geschaffen werden. Prof. Schrefl ergänzt: "Das Projekt bietet damit vielleicht auch ein gelungenes Beispiel für eine Kombination grundlegender universitärer Wissenschaft mit dem anwendungsorientierten Forschergeist einer österreichischen Fachhochschule."

Über die Fachhochschule St. Pölten
Die Fachhochschule St. Pölten ist Anbieterin praxisbezogener und leistungsorientierter Hochschulausbildung in den Bereichen Technologie, Wirtschaft und Gesundheit & Soziales. In mittlerweile 14 Studiengängen werden mehr als 1800 Studierende betreut. Neben der Lehre widmet sich die FH St. Pölten intensiv der Forschung. Die wissenschaftliche Arbeit erfolgt innerhalb der Studiengänge sowie in eigens etablierten Instituten, in denen laufend praxisnahe und anwendungsorientierte Forschungsprojekte entwickelt und umgesetzt werden.
Wissenschaftlicher Kontakt:
Prof. Dr. Thomas Schrefl
Fachhochschule St. Pölten
Leiter des Master-Studiengangs Industrial Simulation Matthias Corvinus-Str. 15 3100 St. Pölten T +43 / (0)2742 / 313 228 - 313 E thomas.schrefl@fhstp.ac.at W http://www.fhstp.ac.at
Redaktion & Aussendung:
PR&D - Public Relations für Forschung & Bildung Mariannengasse 8 1090 Wien T +43 / (0)1 / 505 70 44 E contact@prd.at W http://www.prd.at

Michaela Kaiserlehner | PR&D
Weitere Informationen:
http://www.fhstp.ac.at
http://www.fhstp.ac.at/ueberuns/presse/presseaussendungen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Smart Living: VDE-Institut entwickelt Cloud-basierte interoperable Testplattform
15.02.2017 | VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.

nachricht Saarbrücker Informatiker machen „Augmented Reality“ fotorealistisch
15.02.2017 | Universität des Saarlandes

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2017

23.02.2017 | Veranstaltungen

Wie werden wir gesund alt? - Alternsforscher tagen auf interdisziplinärem Symposium in Magdeburg

23.02.2017 | Veranstaltungen

Luftfahrt der Zukunft

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

In Deutschland wächst die Zahl der Patienten mit Diabetes mellitus

23.02.2017 | Medizin Gesundheit

Viren unterstützen Fotosynthese bei Bakterien – Vorteil in der Evolution?

23.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Katalyse in der Maus

23.02.2017 | Biowissenschaften Chemie