Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ringelreihen in der OLED: Wenn Elektronen Händchen halten

08.09.2015

„Spin-Dicke Effekt“ erstmals sichtbar gemacht

OLEDs haben die Displaytechnik revolutioniert und finden sich heute in vielen Smartphones. Ein internationales Forscherteam der Universitäten in Regensburg, Salt Lake City und Queensland konnte nun zeigen, welches Potential OLEDs auch in der wissenschaftlichen Grundlagenforschung haben.


Der Spin-Dicke Effekt in einer OLED: Die Bestrahlung einer OLED im Magnetfeld führt bei einer bestimmten Magnetfeldstärke zu einer positiven Änderung des Stroms (rot): eine Resonanz entsteht. Bei erhöhter Strahlungsintensität spaltet sich die Resonanz in zwei Äste auf: der sogenannte AC-Zeeman Effekt. Bei einer kritischen Intensität verschwindet die Resonanz und das Vorzeichen der Stromänderung kehrt sich um (blau) – der „Spin-Dicke Effekt“ tritt ein, bei dem sich alle Elektronen gleich verhalten.

Nachweis: P. Klemm/D. Waters

Zur ausschließlichen Verwendung im Rahmen der Berichterstattung zu dieser Pressemitteilung

Erstmals wurden zwei bislang nur theoretisch vorhergesagte Phänomene der Quantenphysik experimentell aufgezeigt: der „AC-Zeeman Effekt“ und der „Spin-Dicke Effekt“. Dabei werden die Elektronen in einer OLED unter Einstrahlung von Radiowellen quasi gleichgeschaltet, sodass sich ein neuartiger kollektiver Zustand ausbildet.

Die Elementarladung einer OLED, das Elektron, verhält sich wie ein kleiner Stabmagnet. Richten sich viele dieser Stabmagnete zusammen in die gleiche Richtung aus, so spricht man von Magnetismus. Diese magnetische Eigenschaft der Elektronen bezeichnet man als „Spin“.

Wird eine OLED in einem Magnetfeld mit elektromagnetischen Radiowellen bestrahlt, führt dies bei einer bestimmten Magnetfeldstärke zu einer positiven Änderung des Stroms: eine Resonanz entsteht, vergleichbar einer schwingenden Gitarrensaite.

Dies ist das Grundprinzip der Magnetresonanz, das beispielsweise dem Kernspintomographen zugrunde liegt. Wichtig ist dabei, dass die Resonanzbedingung von der Frequenz der Radiowelle gegeben wird, und nicht von der Intensität der Strahlung. Auch dies kennt man von der Gitarrensaite: der Ton ändert sich nicht mit der Kraft, mit der man die Saite zupft, sondern nur die Lautstärke.

OLEDs eignen sich bestens, um solche Resonanzphänomene zu untersuchen. So konnten die Forscher nun erkunden, was passiert, wenn die Intensität der elektromagnetischen Strahlung derart erhöht wird, dass die Spins buchstäblich nicht mehr wissen, wo oben und unten ist. Zunächst spaltet sich die Resonanz in zwei Frequenzen auf: der sogenannte „AC-Zeeman Effekt“.

Bei einer kritischen Intensität allerdings fangen alle Spins an, sich gleichzeitig in dieselbe Richtung zu drehen, sie sind quasi geordnet: Die Elektronen tanzen Ringelreihen, was sich im Strom der OLED auswirkt und die Resonanz dramatisch verändert. Vergleichen lässt sich dieses Geschehen mit den vielen Instrumenten eines Symphonieorchesters: Eben noch hat jeder Musiker sein Instrument gestimmt, man hört nur ein wirres Durcheinander.

Doch mit Einsatz des Taktstocks – in diesem Fall in Form der Radiowellen – erklingt schlagartig ein harmonisches Ensemble. Dieser „Spin-Dicke Effekt“ wurde schon lange vorausgesagt und konnte nun erstmals in der OLED sichtbar gemacht werden.

Mit dem experimentellen Zugang zu diesen beiden Quantenphänomenen erhoffen sich die Forscher die Entwicklung neuartiger hochempfindlicher Magnetfeldsensoren, die mit den Vorzügen der einfachen Verarbeitung von OLEDs aufwarten.

Die Ergebnisse des Forschungsteams der Universität Regensburg (Prof. Dr. John Lupton), der University of Utah (Prof. Dr. Christoph Boehme) und der University of Queensland (Prof. Dr. Paul Burn) wurden in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Physics“ veröffentlicht (DOI: 10.1038/nphys3453).

Original-Titel der Publikation:
The Spin-Dicke Effect in OLED Magnetoresistance, Fachjournal „Nature Physics“

Der Artikel im Netz unter:

http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphysXXXX.html


Ansprechpartner für Medienvertreter:
Prof. Dr. John Lupton
Universität Regensburg
Lehrstuhl für Experimentelle und Angewandte Physik
Kontakt per E-Mail: John.Lupton@ur.de

Alexander Schlaak | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Nanoinjektion steigert Überlebensrate von Zellen
22.02.2017 | Universität Bielefeld

nachricht Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung
21.02.2017 | Forschungszentrum Jülich

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: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Booth and panel discussion – The Lindau Nobel Laureate Meetings at the AAAS 2017 Annual Meeting

13.02.2017 | Event News

Complex Loading versus Hidden Reserves

10.02.2017 | Event News

International Conference on Crystal Growth in Freiburg

09.02.2017 | Event News

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

6. Internationale Fachkonferenz „InnoTesting“ am 23. und 24. Februar 2017 in Wildau

22.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Neue Prozesstechnik für effizientes Bohren und Schneiden auf der LASER CHINA

22.02.2017 | Messenachrichten

IHP-Forschungsteam verbessert Zuverlässigkeit beim automatisierten Fahren

22.02.2017 | Automotive