Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Negative Brechung in ferromagnetischen und supraleitenden Hybrid-Systemen

16.01.2006


Gemeinsam mit polnischen und US-amerikanischen Kollegen ist es Augsburger Physikern gelungen, negative Brechung in Multilagen von ferromagnetischen und supraleitenden Dünnfilmen zu realisieren. "Wir sind zuversichtlich, in einem nächsten Schritt die ferromagnetischen Schichten durch antiferromagnetische ersetzen zu können, um so auch konkrete Anwendungsperspektiven zu eröffnen", berichtet Privatdozent Dr. Andrei Pimenov vom Augsburger Lehrstuhl für Experimentalphysik V/Elektronische Korrelationen und Magnetismus.



Die Gesetze der klassischen Optik gehören zu den Grundlagen der fundamentalen Physik. Sie basieren auf Materialien mit positiver Brechzahl, die seit Jahrhunderten die Konstruktion von Linsen und optischen Geräten sowie von weiteren fundamentalen Hilfsmitteln für viele Forschungsbereiche erlauben und insofern von umfassender technologischer Bedeutung sind. 1968 wies der russische Physiker Veselago darauf hin, dass negative Brechung alle Gesetze der klassischen Optik umkehren oder zumindest stark modifizieren würde. Bei negativer Brechung erfolgt die Ausbreitung der Lichtwelle entgegengesetzt zur Richtung der transportierten Energie. Mit negativer Brechung lässt sich auch die Auflösungsgrenze optischer Geräte überwinden, ein Phänomen das mit "Superlensing" beschrieben wird. Theoretisch vor etwa 40 Jahren vorhergesagt, wurde der Effekt negativer Brechung erst vor kurzem in Metamaterialien und Photonischen Kristallen realisiert.

... mehr zu:
»Experimentalphysik »Physik


In erfolgreicher Zusammenarbeit ist es den Augsburger Physikern Andrei Pimenov und Alois Loidl (Lehrstuhl für Experimentalphysik V/Elektronische Korrelationen und Magnetismus) nun gelungen, gemeinsam mit Kollegen von der Polish Academy of Sciences, Warszawa, und von der Northern University of Illinois negative Brechung in einem weiteren System zu realisieren, und zwar in Multilagen von ferromagnetischen und supraleitenden Dünnfilmen. In diesen Hybrid-Materialien sorgen die Multilagen des Hochtemperatursupraleiters YBaCuO für negative dielektrische Permittivität und die ferromagnetischen (La:Sr)MnO-Schichten für negative magnetische Permeabilität. Nach theoretischen Modellen sind dies genau diejenigen Komponenten, die für die Existenz negativer Brechungsindices notwendig sind.

In den Transmissions-Experimenten der Augsburger Physiker wurde die Existenz negativer Brechung in externen Magnetfeldern demonstriert. Als interessanter Nebeneffekt konnte mittels Magnetfeld zwischen positiver und negativer Brechung geschaltet werden. In den untersuchten Metamaterialien ist negative Brechung zunächst allerdings auf tiefe Temperaturen und hohe Magnetfelder beschränkt, für Anwendungszwecke deshalb nicht sehr Erfolg versprechend. Die Augsburger Physiker sehen aber einen konkreten Ausweg: "In zukünftigen Experimenten", so Pimenov, "werden wir die ferromagnetischen Schichten durch antiferromagnetische ersetzen. Damit könnte negative Brechung bereits ohne externe Felder erreicht werden."

Kontakt:
PD Dr. Andrei Pimenov
Lehrstuhl für Experimentalphysik V/EKM
Universität Augsburg
86135 Augsburg
Telefon 0821/598-3605
andrei.pimenov@physik.uni-augsburg.de

Ausführlich: A. Pimenov et al., Negative Refraction in Ferromagnet-Superconductor Superlattices, Phys. Rev. Lett. 95, 247009, 2005 (http://link.aps.org/abstract/PRL/v95/e247009)

Siehe auch: Belle Dumé, Ferromagnets and supercondutors make negative-index materials, Physicsweb, News for December 2005 (http://www.physicsweb.org/articles/news/9/12/13/1)

Klaus P. Prem | idw
Weitere Informationen:
http://link.aps.org/abstract/PRL/v95/e247009
http://www.physicsweb.org/articles/news/9/12/13/1
http://www.uni-augsburg.de

Weitere Berichte zu: Experimentalphysik Physik

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas
19.09.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern
15.09.2017 | Max-Planck-Institut für Quantenoptik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Im Focus: Quantensensoren entschlüsseln magnetische Ordnung in neuartigem Halbleitermaterial

Physiker konnte erstmals eine spiralförmige magnetische Ordnung in einem multiferroischen Material abbilden. Diese gelten als vielversprechende Kandidaten für zukünftige Datenspeicher. Der Nachweis gelang den Forschern mit selbst entwickelten Quantensensoren, die elektromagnetische Felder im Nanometerbereich analysieren können und an der Universität Basel entwickelt wurden. Die Ergebnisse von Wissenschaftlern des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel sowie der Universität Montpellier und Forschern der Universität Paris-Saclay wurden in der Zeitschrift «Nature» veröffentlicht.

Multiferroika sind Materialien, die gleichzeitig auf elektrische wie auch auf magnetische Felder reagieren. Die beiden Eigenschaften kommen für gewöhnlich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungen

Biowissenschaftler tauschen neue Erkenntnisse über molekulare Gen-Schalter aus

19.09.2017 | Veranstaltungen

Zwei Grad wärmer – und dann?

19.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zentraler Schalter der Immunabwehr gefunden

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Materialchemie für Hochleistungsbatterien

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie