Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Was Nanodrähte so anziehend macht

14.07.2009
Festkörperphysiker der Universität Jena weisen Halbleiter-Nanodrähte mit magnetischen Eigenschaften eindeutig nach / Publikation erscheint heute in "Nature Nanotechnology"

Die "Anziehungskraft" winzigster Nanodrähte beruht für Prof. Dr. Carsten Ronning nicht nur auf seinen besonderen wissenschaftlichen Interessen. Dem Physiker von der Friedrich-Schiller-Universität Jena, zu dessen Forschungsschwerpunkten Halbleiter-Nanodrähte gehören, ist es jetzt erstmals gelungen, eindeutig nachzuweisen, dass Kobalt-dotierte Nanodrähte aus Zinkoxid intrinsische ferromagnetische Eigenschaften besitzen.

"Im Prinzip funktionieren diese wie winzige Stabmagneten", erläutert der Inhaber des Lehrstuhls für Festkörperphysik. Seine Forschungsergebnisse, die in enger Zusammenarbeit mit Kollegen der Chinese University of Hongkong entstanden sind, werden in der aktuellen Online Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift "Nature Nanotechnology" veröffentlicht.

Die Herstellung magnetischer Halbleiter-Nanodrähte ist bisher reine Grundlagenforschung, wie Ronning betont. Doch mittelfristig "können wir damit möglicherweise helfen, die Tür zur Spintronik aufzustoßen." Mit "Spintronik" wird ein neues Gebiet der Halbleiterphysik bezeichnet: Während die traditionelle Halbleiterelektronik auf den elektrischen Ladungen der Elektronen beruht, nutzt die Spintronik zusätzlich den Spin - den Eigen-Drehimpuls - der Elektronen aus. "Dieser Impuls kann in zwei verschiedenen Richtungen auftreten, woraus ein magnetisches Moment resultiert", erläutert Prof. Ronning.

Diese Neuentwicklung hätte handfeste Vorteile. So benötigen gängige elektronische Bauelemente etwa 10.000 bis 100.000 Elektronen für einen einzelnen Schaltvorgang. Halbleiterbauelemente, die nur den Spin von Elektronen schalten, kommen mit einem einzelnen Elektron aus, um die notwendige Information zu transportieren. "Das bedeutet, dass Spintronik-Halbleiter sehr viel schneller schalten könnten, als herkömmliche elektronische Bauelemente", so Ronning. Zudem würden diese mit einem Bruchteil an Strom auskommen.

Voraussetzung für die praktische Weiterentwicklung der Spintronik ist jedoch, dass sich Halbleiter mit intrinsischen ferromagnetischen Eigenschaften überhaupt herstellen lassen. Daran wird seit rund einem Jahrzehnt weltweit intensiv geforscht - bislang jedoch mit mäßigem Erfolg. "Bisher gab es keine Methode, die eindeutig den intrinsischen Ferromagnetismus nachweisen konnte." Dank der Jenaer Physiker und ihrer chinesischen Kollegen ist man nun einen entscheidenden Schritt weiter.

Für die vorliegende Arbeit hat Prof. Ronning und sein Team das Jenaer Knowhow in der Herstellung von Halbleiter-Nanostrukturen und deren optischer Charakterisierung genutzt und Zinkoxid-Drähte dotiert. Diese wurden dann von den chinesischen Kollegen um Prof. Dr. Quan Li, eine ausgewiesene Expertin im Bereich Elektronenmikroskopie, auf ihre magnetischen Eigenschaften untersucht. "Wir haben festgestellt, dass die Kobalt-Dotierung den Nanodrähten intrinsische ferromagnetische Eigenschaften verleiht, während Eisen das nicht kann", kommentiert Prof. Li das überraschende Ergebnis. Weitere Untersuchungen sollen nun klären, worauf diese Unterschiede beruhen.

Die Originalpublikation "Evidence of intrinsic ferromagnetism in individual dilute magnetic semiconducting nanostructures" ist ab heute (19 Uhr) abrufbar unter: http://www.nature.com/doifinder/10.1038/nnano.2009.181

Kontakt:
Prof. Dr. Carsten Ronning
Institut für Festkörperphysik der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Helmholtzweg 3, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 947300
E-Mail: carsten.ronning@uni-jena.de

Dr. Ute Schönfelder | idw
Weitere Informationen:
http://www.nano.uni-jena.de/
http://www.uni-jena.de
http://www.nature.com/doifinder/10.1038/nnano.2009.181

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht NAWI Graz-Forschende vermessen Lichtfelder erstmals in 3D
26.06.2017 | Technische Universität Graz

nachricht Sind Zeitreisen physikalisch möglich?
26.06.2017 | Goethe-Universität Frankfurt am Main

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: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Future Security Conference 2017 in Nürnberg - Call for Papers bis 31. Juli

26.06.2017 | Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblick ins geschlossene Enzym

26.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Laser – World of Photonics: Offene und flexible Montageplattform für optische Systeme

26.06.2017 | Messenachrichten

Biophotonische Innovationen auf der LASER World of PHOTONICS 2017

26.06.2017 | Messenachrichten