Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Warum Manganoxid bei hohen Drücken plötzlich zum Metall wird

06.02.2008
"Nature Materials" berichtet über neue Forschungsergebnisse des Augsburger EKM-Physikers Jan Kunes zum Isolator-Metall-Übergang.

Gemeinsam mit Kollegen aus Russland und den USA hat der am Augsburger "Center for Electronic Correlations and Magnetisms" forschende Physiker Dr. Jan Kunes die Eigenschaften von Manganoxid (MnO) unter extremen Drücken erforscht.

Die am 3. Februar 2008 im international hoch renommierten Journal "Nature Materials" publizierten Ergebnisse dieser Untersuchungen erklären den unter solch hohen Drücken erfolgenden Isolator-Metall-Übergang bei MnO und liefern wichtige Einsichten in die Physik auch anderer, für das Funktionieren elektronischer Geräte wichtiger Oxide.

Die Fähigkeit, einen elektrischen Strom zu leiten, ist eine der fundamentalsten Eigenschaften von Materialien und gleichzeitig diejenige mit den meisten praktischen Anwendungen. Ein elektrischer Strom ist das Fließen von Elektronen aufgrund einer von außen angelegten Spannung. Ob ein Material ein Leiter oder ein Isolator ist, hängt üblicherweise von der Zahl der Elektronen und zum Teil auch von chemischen Details ab.

... mehr zu:
»Elektron »Manganoxid »Physik

Da die Zahl der Elektronen durch die chemische Zusammensetzung festgelegt wird, ist es üblicherweise sehr schwierig, einen Isolator mit Hilfe äußerer Einflüsse wie Druck oder Temperatur in ein Metall zu verwandeln. Es gibt aber Ausnahmen. Wenn die Elektronen in dem Material stark miteinander wechselwirken, kann das Material zum Isolator werden - einfach deshalb, weil sich die Elektronen gegenseitig blockieren und sich daher in ihrer Bewegung behindern.

Derartige "stark korrelierte" elektronische Materialien reagieren sehr empfindlich auf Druck oder Temperatur. Damit stellt sich die interessante Frage nach den Anwendungen solcher Materialien. Mit dieser Frage beschäftigen sich seit einigen Jahren bereits die Physikerinnen und Physiker im Augsburger DFG-Sonderforschungsbereich "Kooperative Phänomene im Festkörper: Metall-Isolator-Übergänge und Ordnung mikroskopischer Freiheitsgrade" (SFB 484).

Jetzt hat der Physiker Jan Kunes vom "Center for Electronic Correlations and Magnetism" (EKM) am Institut für Physik der Universität Augsburg gemeinsam mit Kollegen aus Ekaterinburg (Russland) und Davis (USA) erstmalig die Eigenschaften von Manganoxid (MnO) - einem eigentlich schon seit Jahrzehnten bekannten Material - unter extremen Drücken erforscht. Die Untersuchungen wurden durch die Anwendung neuester theoretischer Methoden ermöglicht, die in der Gruppe von Prof. Dr. Dieter Vollhardt (Lehrstuhl für Theoretische Physik III/EKM), dem Sprecher des SFB 484, entwickelt wurden.

Kunes und Kollegen haben untersucht,, weshalb sich Elektronen, die sich normalerweise im Weg stehen und daher keinen elektrischen Strom tragen können, bei hohen Drücken plötzlich fast frei bewegen können und somit das Material ein elektrischer Leiter wird. Die Resultate ihrer Untersuchung, die am 3. Februar 2008 in dem international hoch renommierten Journal "Nature Materials" erschienen sind, erklären, wie es bei Drücken, wie sie tief im Inneren der Erde herrschen, zu diesem sogenannten Isolator-Metall-Übergang kommen kann.

Darüber hinaus konnten die Physiker zeigen, dass es eine enge Verbindung zwischen der Änderung in der Leitfähigkeit und dem Verschwinden der magnetischen Eigenschaften des Materials gibt. Die Ergebnisse sind nicht nur auf Manganoxid beschränkt, sondern liefern wichtige Einsichten in die Physik anderer Oxide, die für das Funktionieren alltäglicher elektronischer Geräte wie z. B. Schalter, Sensoren, Batterien, oder Magnetleseköpfe wichtig sind.

Originalbeitrag:

Collapse of magnetic moment drives the Mott transition in MnO - J. Kunes, A. V. Lukoyanov, V. I. Anisimov, R. T. Scalettar, and W. E. Pickett, Nature Materials advance online publication, 3.2.2008 (doi:10.1038/nmat2115) - http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/abs/nmat2115.html

Kontakt und weitere Informationen:

Prof. Dr. Dieter Vollhardt
Sonderforschungsbereich 484
Universität Augsburg
D-86135 Augsburg
Telefon 0821/598 3700
dieter.vollhardt@physik.uni-augsburg.de

Klaus P. Prem | idw
Weitere Informationen:
http://www.fzu.cz/~kunes/mno.pdf
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/abs/nmat2115.html

Weitere Berichte zu: Elektron Manganoxid Physik

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Solar Orbiter: Generalprobe für das Doppelteleskop PHI
22.01.2020 | Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung

nachricht Das Salz des Kometen
21.01.2020 | Universität Bern

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: Integrierte Mikrochips für elektronische Haut

Forscher aus Dresden und Osaka präsentieren das erste vollintegrierte Bauelement aus Magnetsensoren und organischer Elektronik und schaffen eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung von elektronischer Haut.

Die menschliche Haut ist faszinierend und hat viele Funktionen. Eine davon ist der Tastsinn, bei dem vielfältige Informationen aus der Umgebung verarbeitet...

Im Focus: Dresdner Forscher entdecken Mechanismus bei aggressivem Krebs

Enzym blockiert Wächterfunktion gegen unkontrollierte Zellteilung

Wissenschaftler des Universitätsklinikums Carl Gustav Carus Dresden im Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC) haben gemeinsam mit einem...

Im Focus: Integrate Micro Chips for electronic Skin

Researchers from Dresden and Osaka present the first fully integrated flexible electronics made of magnetic sensors and organic circuits which opens the path towards the development of electronic skin.

Human skin is a fascinating and multifunctional organ with unique properties originating from its flexible and compliant nature. It allows for interfacing with...

Im Focus: Dresden researchers discover resistance mechanism in aggressive cancer

Protease blocks guardian function against uncontrolled cell division

Researchers of the Carl Gustav Carus University Hospital Dresden at the National Center for Tumor Diseases Dresden (NCT/UCC), together with an international...

Im Focus: New roles found for Huntington's disease protein

Crucial role in synapse formation could be new avenue toward treatment

A Duke University research team has identified a new function of a gene called huntingtin, a mutation of which underlies the progressive neurodegenerative...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung befasst sich mit der Zukunft der Mobilität

22.01.2020 | Veranstaltungen

ENERGIE – Wende. Wandel. Wissen.

22.01.2020 | Veranstaltungen

KIT im Rathaus: Städte und Wetterextreme

21.01.2020 | Veranstaltungen

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

Mehr Datenschutz für die digitale Bildung – das neue Open Roberta Lab von Fraunhofer IAIS

23.01.2020 | Informationstechnologie

Integrierte Mikrochips für elektronische Haut

23.01.2020 | Informationstechnologie

Dresdner Forscher entdecken Mechanismus bei aggressivem Krebs

23.01.2020 | Biowissenschaften Chemie

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