Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher der TU lüften das Geheimnis des Spin-Filter-Effekts an hybriden Grenzschichten

19.02.2013
Neue Konzepte, um Bauteile für Computer leistungsstärker, platzsparender und kostengünstiger zu gestalten, werden seit längerem intensiv erforscht.

Daraus hat sich das noch junge Forschungsfeld der organischen Spintronik entwickelt. Zur Spintronik zählen Bauteile, die magnetische Ströme zur Datenverarbeitung verwenden.


Mit einem ersten Laserpuls werden Elektronen im Molekül angeregt, mit einem zweiten Laserpuls können die im Molekül verbliebenen Elektronen detektiert werden.


Durch die Wechselwirkung zwischen Molekül und magnetischer Elektrode kommt es zu einer Barriere, die von der magnetischen Ausrichtung der Elektronen abhängt.

Bauteile aus dem Bereich der anorganischen Spintronik, also solche, die auf "konventionellen" Materialien basieren, haben bereits die Markteinführung hinter sich. Sie begegnen uns heute alltäglich, zum Beispiel als Leseköpfe für Festplatten. Solche Sensoren basieren auf dem Riesenmagnetowiderstands-Effekt (Giant-Magneto-Resistance), kurz GMR-Effekt, für dessen Entdeckung die Professoren Fert und Grünberg im Jahr 2008 mit dem Physik-Nobelpreis ausgezeichnet wurden.

In der organischen Spintronik wird das Konzept durch die Verwendung von organischen Halbleitern erweitert, wie sie in der Elektronik schon breite Verwendung, zum Beispiel in organischen Leuchtdioden (OLED), finden. Organische Halbleiter sind Festkörper aus Molekülen, die hauptsächlich aus Kohlenstoff bestehen, was sie zu einer kostengünstigen Alternative macht. Durch die Molekülstruktur sind sie zudem flexibel und leicht modifizierbar.

In den letzten Jahren wurden bei der Spintronik mit organischen Halbleitern bereits erste Fortschritte erzielt. Ein Rätsel für das Verständnis und die damit verbundene Weiterentwicklung der spintronischen Bauteile stellt die Frage nach dem Übergang des Elektrons von der magnetischen Elektrode in das organische Material dar. Der Übergang durch diese Kontaktstelle ist für die Funktionsweise des stromführenden Bauteils von essentieller Bedeutung. Die zugrundeliegenden physikalischen Abläufe waren bislang weitestgehend unbekannt. Es ist nun Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus der Arbeitsgruppe von Professor Martin Aeschlimann der TU Kaiserslautern (Fachbereich Physik und Landesforschungszentrum OPTIMAS) in Zusammenarbeit mit Professor Oliver L.A. Monti von der University of Arizona ein entscheidender Schritt zur Lösung dieses Rätsels gelungen.
Mit Hilfe von zeitaufgelösten Messungen konnten sie zeigen, dass an der Grenzschicht zwischen der magnetischen Elektrode und den organischen Molekülen (die so genannte "Spinterface") Elektronen einer bestimmten magnetischen Ausrichtung länger in den Molekülen verbleiben als Elektronen mit entgegengesetzter Ausrichtung. So gelang ihnen der erste direkte Nachweis, dass an solchen Grenzflächen eine von der Magnetisierung des elektrischen Stroms abhängige Barriere besteht. Diese Barriere führt zu einem Spin-Filter-Effekt, der die Wirkungsweise von spintronischen Bauteilen maßgeblich beeinflusst.

Die Ergebnisse dieser bahnbrechenden Studien wurden kürzlich in der hochangesehenen Fachzeitschrift Nature Physics veröffentlicht:
Spin-dependent trapping of electrons at spinterfaces, Sabine Steil, Nicolas Großmann, Martin Laux, Andreas Ruffing, Daniel Steil, Martin Wiesenmayer, Stefan Mathias, Oliver L. A. Monti, Mirko Cinchetti & Martin Aeschlimann
Published online: 17 February 2013 | doi:10.1038/nphys2548

Kontakt:
Prof. Dr. Martin Aeschlimann, Tel.: 0631/205-2322, E-Mail: ma@physik.uni-kl.de

Thomas Jung | TU Kaiserslautern
Weitere Informationen:
http://www.uni-kl.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Waschen für die Mikrowelt – Potsdamer Physiker entwickeln lichtempfindliche Seife
02.12.2016 | Universität Potsdam

nachricht Quantenreibung: Jenseits der Näherung des lokalen Gleichgewichts
01.12.2016 | Forschungsverbund Berlin e.V.

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie