Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Katzen-Twist: Magneten mit neuen Eigenschaften

21.07.2016

Heusler-Verbindung NiMnSb könnte sich als neues Zukunftsmaterial für die digitale Informationsverarbeitung und Speicherung erweisen

In der Informationsgesellschaft spielt die Verbesserung der Speicher eine immer größere Rolle. Derzeit arbeitet eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern an der Erforschung eines Phänomens, das die nächste Revolution im Bereich der Speichertechnologie einleiten könnte. Ausgangspunkt ist die relativistische Physik Einsteins. Mit ihrer Hilfe können Magneten dazu gebracht werden, sich durch die innere Bewegung ihrer eigenen Elektronen zu drehen.


Ein NiMnSb-Magnet, der sich neu ausrichtet

Abb.:/©: Inspire Group, JGU

"Wir können es mit einer Katze vergleichen, die sich im Fallen dreht, indem sie Schwanz, Kopf und Rumpf einsetzt", erklärt Prof. Dr. Jairo Sinova von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU). "Dank des relativistischen Effekts kann sich der Magnet durch die innere Bewegung seiner eigenen Elektronen neu ausrichten."

In den erforschten Materialien ändert ein elektrischer Strom, der durch den Magneten fließt, die Richtung der Magnetisierung und zwar abhängig davon, in welcher Richtung der Stromfluss verläuft. Wegbereiter für die Entdeckung und Erforschung dieses neuartigen Phänomens, genannt Spin Orbit Torque oder Spin-Bahn-Drehmoment, war unter anderen die Mainzer Forschungsgruppe um Jairo Sinova.

Der Effekt tritt in Materialien auf, die eine gebrochene Inversionssymmetrie aufweisen. Zuerst wurden Spin-Bahn-Drehmomente in dem synthetischen magnetischen Halbleiter GaMnAs beobachtet. GaMnAs ist das verdünnte Gegenstück zu den kristallinen Zinkblende-Strukturen von Silizium und Galliumarsenid, den beiden zentralen Materialien für die moderne Elektronik. In GaMnAs konnten Spin-Bahn-Drehmomente allerdings nur bei sehr niedrigen Temperaturen nachgewiesen werden, die eine technische Nutzung des Effekts praktisch unmöglich machen.

In Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam aus Prag, Cambridge, Würzburg, Jülich und Nottingham haben Sinova und seine Doktoranden Jacob Gayles und Libor Šmejkal nun ihre jüngsten Forschungsergebnisse veröffentlicht, die wegbereitend für die technische Nutzung von Spin-Bahn-Drehmomenten sein könnten.

Dank der synergetischen Teamarbeit von Theoretikern und Experimentalphysikern gelang es, den Effekt der Spin-Bahn-Drehmomente in dem Kristall NiMnSb bei Raumtemperatur vorherzusagen und experimentell nachzuweisen. Die Auswahl von NiMnSb – eine Heusler-Verbindung aus Nickel, Mangan und Antimon – stützte sich dabei auf die systematische Analyse der Symmetrie der Kristallklassen in Kombination mit Ab-Initio-Berechnungen des Effekts.

Dass die Wissenschaftler nun auch bei Raumtemperatur in der Lage sind, die Ausrichtung einzelner Magneten zu manipulieren, stellt einen wichtigen Schritt hin zu verbesserten magnetischen RAM-Architekturen für technische Anwendungen dar, welche rein elektrisch, energiesparsam und höchst skalierbar wären.

Veröffentlichung:
C. Ciccarelli, L. Anderson et al.
Room-temperature spin-orbit torque in NiMnSb
Nature Physics, 16. Mai 2016
DOI: 10.1038/nphys3772


Kontakt:
Prof. Dr. Jairo Sinova
Physik der Kondensierten Materie (KOMET)
Institut für Physik
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
55099 Mainz
Tel. +49 6131 39-23646
Fax +49 6131 39-23474
E-Mail: sinova-group@uni-mainz.de
http://www.sinova-group.physik.uni-mainz.de/

Weitere Informationen:

http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys3772.html - Veröffentlichung ;
http://www.uni-mainz.de/presse/59190.php – Pressemitteilung "Jairo Sinova erhält ERC-Förderung für die Entwicklung neuer Konzepte in der Spintronik" (22.01.2014)

Petra Giegerich | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Vernetzte Beleuchtung: Weg mit dem blinden Fleck
18.07.2018 | Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

nachricht Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie
17.07.2018 | Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

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: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

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

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

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