Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Röntgenmethode zur Untersuchung magnetischer Materialien

03.05.2010
Eine neue, in Berlin entwickelte Untersuchungsmethode könnte Einzug in die Lehrbücher finden. Sie macht vor allem kompakte, dicke Materialien und magnetische Materialien zugänglich, die in der Halbleitertechnologie verwendet werden.

Wenn Sergio Valencia vom Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) mit einem Magnetfeld weiche Röntgenstrahlen ein wenig dreht, interessiert das nicht nur Physiker, sondern auch Hardware-Entwickler der Informationstechnologien.

Schließlich lassen sich damit winzige Magnetstrukturen untersuchen, ohne die kaum ein moderner Rechner auskommt. Zunächst werden aber Grundlagenforscher die Methode nutzen, die Sergio Valencia und Andreas Gaupp mit Kollegen aus Deutschland, der Schweiz und Schweden im Fachblatt Physical Review Letters vorstellen, online am 3. Mai.

Die Methode basiert auf einem bekannten Effekt, der auftritt, wenn polarisiertes Licht auf ein Magnetfeld innerhalb eines Feststoffes trifft. Die Lichtebene dreht in diesem Fall ein wenig, Und da Röntgenstrahlen nichts anderes als sehr kurzwelliges Licht sind, werden auch sie von einem Magnetfeld unter bestimmten Umständen gedreht.

Mit der richtigen Messmethode kann man also aus der Drehung der Polarisationsebene des Röntgenlichts auf das magnetische Material schließen. Je kürzer die Wellenlänge des verwendeten Lichts ist, umso kleinere Strukturen kann man beobachten. Mit weicher Röntgenstrahlung, also sehr kurzwelligem Licht lassen sich daher entsprechend kleine Strukturen untersuchen.

Ähnliche Methoden nutzen Physiker schon seit einiger Zeit. In den 1990er Jahren wurde dann mit sichtbarem Licht ein spezieller Effekt gefunden, der nach seinen Entdeckern Schäfer-Hubert-Effekt genannt wird. Ihn konnte Sergio Valencia jetzt durch spezielle Messanordnungen am Synchrotronring BESSY II auf Röntgenstrahlen ausdehnen, und er beobachtet damit eine Drehung der Polarisationsebene um knapp 0,1 Grad.

Diese minimale Verdrehung eröffnet Physikern eine neue Analysemethode. Anders als bei anderen Verfahren müssen die Röntgenstrahlen das untersuchte Material nicht durchdringen, sondern sie werden reflektiert. Daher lassen sich auch dicke Schichten untersuchen, durch die keine Röntgenstrahlen dringen.

Viele Methoden eignen sich obendrein nur für ferromagnetische Materialien, von denen Eisen das bekannteste ist. Daneben gibt es aber auch anti-ferromagnetische Substanzen wie Nickeloxid, die für die Informationstechnologie sehr interessant sind, sich aber bisher nur mit einer einzigen Methode untersuchen ließen, die mit XMLD für „X-Ray Magnetic Linear Dichroism“ abgekürzt wird. Diese funktioniert mit konstantem Röntgenlicht gut. Schwieriger aber wird es mit Lasern, die Röntgenpulse mit unterschiedlicher Intensität aussenden und die zunehmend verwendet werden.

Vor allem für anti-ferromagnetische Substanzen bietet daher die neue Methode des HZB eine wertvolle Ergänzung, weil sie gegen solche Intensitätsschwankungen weniger empfindlich ist. Obendrein kann man damit in Mischmaterialien magnetische Substanzen wie Eisen, Nickel, Kobalt und viele andere Substanzen einzeln identifizieren und messen. „Eine solche Methode gab es bisher nicht“, freut sich Sergio Valencia. Sie wird wohl bald von vielen Kollegen eingesetzt werden.

Dr. Sergio Valencia
Institut Komplexe Magnetische Materialien
Tel.: +49-30-6392-5750
sergio.valencia@helmholtz-berlin.de
Dr. Andreas Gaupp
Arbeitsgruppe Undulatoren
Tel.: +49-30-6392-2957
andreas.gaupp@helmholtz-berlin.de
Pressestelle:
Dr. Ina Helms
Tel.: +49-30-8062-2034 oder +49-30-6392-4922

Dr. Ina Helms | idw
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-berlin.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Fraunhofer IFAM erweitert den Forschungsbereich »Beschichtungen für Bewuchs- und Korrosionsschutz«
11.01.2017 | Fraunhofer IFAM

nachricht Schrauben mit Köpfchen
10.01.2017 | Technische Universität Chemnitz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Intelligente Haustechnik hört auf „LISTEN“

17.01.2017 | Architektur Bauwesen

Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel

17.01.2017 | Maschinenbau