Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Erfolg auf dem Weg zur Datenspeicherung der Zukunft

26.02.2014
Kieler Forschungsgruppe schaltet Magnetismus von Molekülfilmen mit Licht

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) ist nun ein neuer Durchbruch auf dem Weg zu molekularen Datenspeichern gelungen. Sie schafften es, den Magnetismus eines ultradünnen Molekülfilms mit Licht an- und auszuschalten. Die Studie aus dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Sonderforschungsbereich 677 „Funktion durch Schalten“ erschien kürzlich im renommierten Fachmagazin Angewandte Chemie.


Der in Kiel entwickelte Eisen-Spinncrossover-Komplex

Foto/Copyright: Holger Naggert

Dünne Schichten magnetisch schaltbarer Verbindungen spielen eine wichtige Rolle in der Datenspeicherung und Elektronik. Dabei handelt es sich in der Regel um kristalline Festkörper, die bei hohen Temperaturen im Ultrahochvakuum auf die immer kleiner werdenden Bauteile aufgedampft werden. Magnetische Molekülverbindungen konnten für solche Zwecke bislang nicht eingesetzt werden, da sie üblicherweise unter diesen Bedingungen zerfallen.

Die Kieler Wissenschaftler des Sonderforschungsbereichs 677 „Funktion durch Schalten“ entdeckten, dass sich eine Molekülklasse, sogenannte Spincrossover-Komplexe, im Vakuum verdampfen und in dünnen Filmen abscheiden lässt, ohne dass sie ihre Eigenschaften verlieren. Durch äußere Einflüsse wie Druck und Temperatur lässt sich bei diesen Molekülen, die beispielsweise ein Eisenatom enthalten, der Magnetismus ein- und ausschalten. Der Vorteil der Molekülfilme gegenüber den kristallinen Festkörpern: Sie lassen sich zum Beispiel auch auf flexible Materialien aufbringen und könnten zu Bauelementen mit höheren magnetischen Speicherdichten führen.

Professor Felix Tuczek, Institut für Anorganische Chemie, Professor Lutz Kipp, Institut für Angewandte und Experimentelle Physik, und ihre Mitarbeiter konnten jetzt zeigen, dass sich der Magnetismus eines sieben Nanometer dünnen Films mit zirka sechs Moleküllagen dieser Komplexe auch durch Licht schalten lässt. Das gelang mit einem Ultraviolett-Photoelektronenspektrometer, mit dem sich diese Systeme im Ultrahochvakuum untersuchen lassen. Zuvor hatten die Forschenden bereits den Magnetismus einzelner Moleküle in einer einzelnen Schicht mit einer Injektion von Elektronen geschaltet. Die gezielte Kontrolle über Moleküle macht das Speichern von Informationen möglich.

„Unsere Fortschritte, diese Molekülklasse als winzige magnetische Speicher funktionieren zu lassen, eröffnen neue technische Anwendungsmöglichkeiten“, freut sich Tuczek über die Forschungsergebnisse. Noch klappe das Schalten nur bei tiefen Temperaturen von ungefähr minus 170 Grad. Das nächste Ziel sei daher, den schaltbaren Molekülfilm auch bei Raumtemperatur verwenden zu können.

Der Sonderforschungsbereich 677 erregte bereits in der Vergangenheit weltweites Aufsehen in der Wissenschaft durch spektakuläre Entdeckungen, so zum Beispiel durch die Synthese des sogenannten Plattenspieler-Moleküls, welches zum ersten Mal ermöglichte, den Magnetismus von Molekülen in Flüssigkeiten bei Raumtemperatur zu schalten. Neuartige Anwendungen wie schaltbare Kontrastmittel für die Computertomographie sind damit denkbar. Allen diesen Entdeckungen gemeinsam ist der Versuch der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, bislang kristallinen Festkörpern vorbehaltene magnetische Phänomene auf isolierte Moleküle und ultradünne Molekülfilme zu übertragen. In diesem Forschungszweig nimmt der Kieler Sonderforschungsbereich mittlerweile international eine Spitzenposition ein.  

Originalpublikation:E. Ludwig, H. Naggert, M. Kalläne, S. Rohlf, E. Kröger, A. Bannwarth, A. Quer, K. Rossnagel,L. Kipp und F. Tuczek (2014): Fe(II) Spincrossover-Komplexe in ultradünnen Filmen: Elektronische Struktur und Spinschaltung durch sichtbares und Vakuum-UV Licht. DOI: 10.1002/ange.201307968

Weitere Informationen zum Sonderforschungsbereich 677: www.sfb677.uni-kiel.de 

Kontakt Prof. Dr. Felix Tuczek Institut für Anorganische Chemie Tel.: +49 (431) 880 1410 E-Mail: sekretariat-tu@ac.uni-kiel.de 

Prof. Dr. Lutz Kipp Institut für Experimentelle und Angewandte Physik Tel.: +49 (431) 880 3875 E-Mail: kipp@physik.uni-kiel.de 

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Presse, Kommunikation und Marketing, Dr. Boris Pawlowski, Redaktion: Denis Schimmelpfennig Postanschrift: D-24098 Kiel, Telefon: (0431) 880-2104, Telefax: (0431) 880-1355 E-Mail: presse@uv.uni-kiel.de, Internet: www.uni-kiel.de

Dr. Boris Pawlowski | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht CAST-Projekt setzt Dunkler Materie neue Grenzen
23.05.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Heiße Materialien: Fachartikel zum pyroelektrischen Koeffizienten
23.05.2017 | Technische Universität Bergakademie Freiberg

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: 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....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungen

Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium 2017: Internet of Production für agile Unternehmen

23.05.2017 | Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Medikamente aus der CLOUD: Neuer Standard für die Suche nach Wirkstoffkombinationen

23.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungsnachrichten

CAST-Projekt setzt Dunkler Materie neue Grenzen

23.05.2017 | Physik Astronomie