Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

“Teufelstreppe” in einem Spin-Ventil-System

02.07.2015

Ein Japanisch-Deutsches Team entdeckt in einem komplexen Kobaltoxid-Einkristall an BESSY II, wie sich die Spins stufenweise zu einer ungewöhnlichen Anordnung formieren. Dies könnte neue spintronische Bauelemente ermöglichen.

Materialien mit komplexen magnetischen Strukturen gelten als interessante Kandidaten für Anwendungen in der “Spintronik”, deren Ziel es ist, mit weitaus weniger Energieeinsatz Daten zu verarbeiten oder zu speichern.


Der Durchmesser der hexagonalen Einkristalle aus SrCo6O11 misst höchstens 0,2 Millimeter.


Die Probe zeigt Plateaus in der Magnetisierung die mit unterschiedlichen Spin-Anordnungen verbunden sind.

Ein bekanntes Beispiel ist das so genannte “Spin-Ventil“, bei dem die Stromstärke, die durch das Element durchgelassen wird, empfindlich von der Anordnung der magnetischen Spins abhängt.

In künstlichen Schichtsystemen können diese Anordnungen durch äußere magnetische Felder kontrolliert werden, was zu dem Riesenmagnetowiderstand-Effekt (Giant Magnetoresistance oder GMR) führt, für den Albert Fert und Peter Grünberg 2007 den Nobelpreis für Physik erhielten.

Während klassische GMR-Systeme aus metallischen Schichten bestehen, die künstlich übereinander gewachsen werden, bieten oxidische Materialien eine interessante Alternative: Denn hier können sich Schichtstrukturen mit alternierenden magnetischen Konfigurationen intrinsisch einstellen. So weisen Kobaltoxide komplexe magnetische Ordnungen auf, die sich mit steigendem Feld verändern und sich zum Beispiel als Plateaus in der Magnetisierungskurve zeigen.

Ein japanisches Team um Professor Hiroki Wadati, Universität Tokio, hat nun die magnetischen Strukturen in SrCo6O11 am Hochfeld-Diffraktometer von BESSY II charakterisiert. Wie häufig bei der Synthese neuer Materialien, mussten sie mit winzigen Einkristallen arbeiten, die Durchmesser von gerade mal 0,2 Millimetern besaßen.

Durch die extrem empfindliche Methode der resonanten Röntgenstreuung, eine Spezialität der Instrumentierung an der UE46_PGM1 Beamline von BESSY II, gelang es ihnen jedoch an diesen Proben, die mit bloßem Auge kaum sichtbar sind, eine hochinteressante Beobachtung zu machen. Sie entdeckten eine “Teufelstreppe” in der Spin-Anordnung. Dieses Phänomen tritt auf, wenn sich durch einen äußeren Parameter, hier ein magnetisches Feld, unzählig viele kommensurable Überstrukturen einstellen lassen.

Dies geht weit über ein einfaches Spinventil hinaus und könnte neue Anwendungen in der Spintronik ermöglichen. An der Forschungsarbeit, die nun in Physical Review Letters publiziert ist, war auch ein Team vom Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung in Dresden und vom HZB beteiligt.

Publikation: T. Matsuda, S. Partzsch, T. Tsuyama, E. Schierle, E. Weschke, J. Geck, T. Saito, S. Ishiwata, Y. Tokura, and H. Wadati, "Observation of a Devil’s Staircase in the Novel Spin-Valve System SrCo6O11", Physical Review Letters 114 (236403-1-5):
doi:10.1103/PhysRevLett.114.236403.

Dr. Ina Helms | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Eine Nano-Uhr mit präzisen Zeigern
21.11.2017 | Universität Wien

nachricht ESO-Beobachtungen zeigen, dass der erste interstellare Asteroid mit nichts vergleichbar ist, was wir bisher kennen
21.11.2017 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

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: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

Neues Elektro-Forschungsfahrzeug am Institut für Mikroelektronische Systeme

21.11.2017 | Veranstaltungen

Raumfahrtkolloquium: Technologien für die Raumfahrt von morgen

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wasserkühlung für die Erdkruste - Meerwasser dringt deutlich tiefer ein

21.11.2017 | Geowissenschaften

Eine Nano-Uhr mit präzisen Zeigern

21.11.2017 | Physik Astronomie

Zentraler Schalter

21.11.2017 | Biowissenschaften Chemie