Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Magnetische Informationen können elektrisch geschaltet werden

29.07.2004


Kristallforschung weist den Weg zu effektiveren Speichern - Veröffentlichung in ’Nature’



Magnetische Informationen werden gewöhnlicherweise mittels magnetischer Felder geschrieben, zum Beispiel im Informationsspeicher einer Computer-Festplatte. Um in Zukunft noch effektivere Speicher bauen zu können, verfolgen Forscher unterschiedliche Ansätze in der Grundlagenforschung. Die Tübinger Wissenschaftler Thomas Lonkai, Uwe Amann und Prof. Jörg Ihringer vom Institut für Angewandte Physik haben nun in Zusammenarbeit mit den Berliner Wissenschaftlern Thomas Lottermoser und Manfred Fiebig vom Max-Born-Institut sowie Prof. Dietmar Hohlwein vom Hahn-Meitner-Institut nachgewiesen, dass die magnetische Ordnung in Informationsspeichern auch mittels elektrischer Felder geschaltet werden kann. Dies wird möglich durch spezielle Kristalle, hexagonale Manganite, deren kompliziertes Wechselspiel elektrischer und magnetischer Eigenschaften zu diesem Zweck genutzt werden kann. Die Forschungsergebnisse werden in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Nature veröffentlicht (Nature, Band 430, Seite 541, vom 29. Juli: "Magnetic Phase Control by an Electric Field")



Die Forscher haben in der keramischen Verbindung Holmiummanganit ein System gefunden, dessen magnetische Phase durch ein externes elektrisches Feld kontrolliert werden kann. Das elektrische Feld schaltet die ferromagnetische Ordnung in diesen Kristallen an und ab. Den Einfluss eines elektrischen Feldes auf die magnetische Ordnung haben die Forscher in optischen Messungen nachgewiesen, indem sie die so genannte optische zweite Harmonische, eine Verdopplung der Frequenz einer Lichtwelle im Kristall, untersucht haben. Zudem haben sie bei Anlegen eines elektrischen Feldes eine für einsetzende ferromagnetische Ordnung typische Änderung der Schwingungsrichtung des Lichts beobachtet.

Die Wissenschaftler haben die Vorgänge auch auf mikroskopischer Ebene untersucht. Von außen sieht es so aus, als ob die Anordnung der Atome eines Kristalls in einem Gitter fest wäre. Die mikroskopische Analyse der Atompositionen weist jedoch häufig Änderungen der Atompositionen auf, zum Beispiel in Abhängigkeit von der Temperatur oder angelegten magnetischen oder elektrischen Feldern, welche zu Änderungen der Materialeigenschaften führen. In dieser Arbeit konnten die Wissenschaftler feldabhängige Verschiebungen der
Atompositionen im Kristallgitter, dadurch Änderungen der magnetischen Austauschpfade nachweisen und mit diesen das Schalten der magnetischen Ordnung erklären. Mit den Ergebnissen eröffnen sich Möglichkeiten zur Konstruktion neuartiger und effektiverer magnetischer Informationsspeicher. Die Wissenschaftler können nun Grundanforderungen an Materialien ableiten, die für eine magnetoelektrische Phasenkontrolle genutzt werden könnten.

Der Forschungserfolg hat sich durch die Zusammenarbeit in einem Kooperationsnetzwerk verschiedener Wissenschaftler ergeben. Den Beitrag aus Tübingen erarbeitete der Bereich Röntgen- und Neutronenstreuung des Instituts für Angewandte Physik, der aus dem Institut für Kristallographie hervorgegangen ist. Dessen Forschungsthemen sind neue magnetische Materialien, neue experimentelle Techniken zur Röntgen- und Neutronenbeugung und die Entwicklung neuer Verfahren zur Auswertung mittels Statistik und Gruppentheorie. Die Apparaturen zur Röntgenbeugung stehen in Tübingen, die Messungen mit Neutronen werden am Institut Laue-Langevin in Grenoble und am Hahn-Meitner-Institut in Berlin durchgeführt. Am Berliner Max-Born-Institut laufen laseroptische Experimente. Mit dem Hahn-Meitner-Institut ist die Uni Tübingen über einen Kooperationsvertrag und ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanziertes Projekt zum Ausbau eines Diffraktometers zur Neutronenstreuung verbunden.

Nähere Informationen:

Thomas Lonkai
Institut für Angewandte Physik
Universität Tübingen
c/o Hahn-Meitner-Institut Berlin
Glienicker Straße 100, 14109 Berlin
E-Mail lonkai@hmi.de
Tel. 030-806227-08

Michael Seifert | idw
Weitere Informationen:
http://www.hmi.de

Weitere Berichte zu: Hahn-Meitner-Institut Kristall Neutronenstreuung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Mit Sensoren gegen Falschfahrer: Jungforscher bringen Frühwarnsystem zur Marktreife
21.08.2018 | Universität des Saarlandes

nachricht IHP-Technologie darf in den Weltraum fliegen
20.08.2018 | IHP - Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Die Mischung macht‘s: Jülicher Forscher entwickeln schnellladefähige Festkörperbatterie

Mit Festkörperbatterien sind aktuell große Hoffnungen verbunden. Sie enthalten keine flüssigen Teile, die auslaufen oder in Brand geraten könnten. Aus diesem Grund sind sie unempfindlich gegenüber Hitze und gelten als noch deutlich sicherer, zuverlässiger und langlebiger als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien. Jülicher Wissenschaftler haben nun ein neues Konzept vorgestellt, das zehnmal größere Ströme beim Laden und Entladen erlaubt als in der Fachliteratur bislang beschrieben. Die Verbesserung erzielten sie durch eine „clevere“ Materialwahl. Alle Komponenten wurden aus Phosphatverbindungen gefertigt, die chemisch und mechanisch sehr gut zusammenpassen.

Die geringe Stromstärke gilt als einer der Knackpunkte bei der Entwicklung von Festkörperbatterien. Sie führt dazu, dass die Batterien relativ viel Zeit zum...

Im Focus: It’s All in the Mix: Jülich Researchers are Developing Fast-Charging Solid-State Batteries

There are currently great hopes for solid-state batteries. They contain no liquid parts that could leak or catch fire. For this reason, they do not require cooling and are considered to be much safer, more reliable, and longer lasting than traditional lithium-ion batteries. Jülich scientists have now introduced a new concept that allows currents up to ten times greater during charging and discharging than previously described in the literature. The improvement was achieved by a “clever” choice of materials with a focus on consistently good compatibility. All components were made from phosphate compounds, which are well matched both chemically and mechanically.

The low current is considered one of the biggest hurdles in the development of solid-state batteries. It is the reason why the batteries take a relatively long...

Im Focus: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Dialog an Deck, Science Slam und Pong-Battle

21.08.2018 | Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Zukünftige Informationstechnologien: Wärmetransport auf der Nanoskala unter die Lupe genommen

21.08.2018 | Physik Astronomie

Bedeutung des „Ozeanwetters“ für Ökosysteme

21.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

Auf dem Weg zur personalisierten Medizin

21.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics