Reiner Spinstrom – Neuer Effekt in Regensburg entdeckt

Der Spin ist ein nur quantenmechanisch verständlicher Drehimpuls, der jedem Elektron anhaftet und beispielsweise für den Magnetismus verschiedener Materialien, wie etwa Eisen, verantwortlich ist.

Ein elektrischer Strom ist unweigerlich mit der Produktion von Wärme verbunden, die die weitere Zunahme der Geschwindigkeit und die Miniaturisierung der Bauelemente begrenzt. Ein reiner Spinstrom im idealen Fall erzeugt keine Wärme. Deshalb ist Schwerpunkt der wissenschaftlichen Aktivitäten der Spintronik die Erzeugung, Manipulation und Detektion von Spinströmen in Halbleitern.

Das renommierte Wissenschaftsmagazin Nature Physics berichtet jetzt von einem neuen Phänomen – der 'Zero-Bias Spin Separation', das an der Fakultät für Physik der Universität Regensburg entdeckt wurde (S.D. Ganichev, V.V. Bel'kov, S.A. Tarasenko, S.N. Danilov, S. Giglberger, Ch. Hoffmann, E.L. Ivchenko, D. Weiss, W. Wegscheider, Ch. Gerl, D. Schuh, J. Stahl, J. De Boeck, G. Borghs, and W. Prettl, Nature Physics, London, 2, 609, September 2006, 'Zero-bias spin separation'). In den Regensburger Experimenten, die mit einem Terahertz-Laser durchgeführt wurden, konnte gezeigt werden, daß in geeigneten Halbleiter-Nanostrukturen eine Spintrennung und ein reiner Spinstrom erzeugt werden ohne elektrischen Strom und/oder elektrische Spannung. An der Fakultät für Physik besteht ein Terahertz-Zentrum, das mit geeigneten Strahlungsquellen für solche Messungen ausgerüstet ist, darunter einem der weltweit stärksten Terahertz-Laser. Das Regensburger Ergebnis ist ein bedeutender Schritt auf dem Weg zu einer 'Spintronik'.

Eine wichtige Voraussetzung für diesen Erfolg war, daß sich in der Physik mehrere Gruppen von Wissenschaftlern mit der Erforschung der Grundlagen der Spintronik befassen und daß diese Aktivitäten in einem durch die Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Sonderforschungsbereich gebündelt sind. Dieser Sonderforschungsbereich besteht seit Anfang 2006 und ist mit rund 7 Mio Euro ausgestattet.

Prof. Dr. Sergey Ganichev,
Prof. Dr. Dieter Weiss,
Prof. Dr. Wilhelm Prettl
Kontakt:
Prof. Dr. Sergey Ganichev (Erstautor)
Universität Regensburg
Tel. : (0941) 943 2050
Fax.: (0941) 943 1657
sergey.ganichev@physik.uni-regensburg.de
Prof. Dr. Dieter Weiss
(Sprecher des Sonderforschungsbereichs 689: `Spinphänomene in reduzierten
Dimensionen')
Universität Regensburg
Tel. : (0941) 943 3197
Fax.: (0941) 943 3196
dieter.weiss@physik.uni-regensburg.de