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 Layouterfassung im Flug: Drohne unterstützt bei der Fabrikplanung
19.05.2017 | IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH

nachricht Intelligente Industrialisierung von Rechenzentren
15.05.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften