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 MADMAX: Ein neues Experiment zur Erforschung der Dunklen Materie
20.10.2017 | Max-Planck-Institut für Physik

nachricht Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung
20.10.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

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: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise