Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Veröffentlichung in „Nano Letters“ - Magneto-Optik bei Raumtemperatur

11.12.2012
Stellen Sie sich vor, Sie können Bauelemente herstellen, die elektrische, optische und magnetische Funktionalität vereinen.
Bei der Erforschung der hierzu benötigten magneto-optischen Materialien ist einer Arbeitsgruppe vom Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen (UDE) ein entscheidender Schritt gelungen. Ihre Ergebnisse erschienen jüngst in der renommierten Fachzeitschrift „Nano Letters“.

Heutzutage basiert die dauerhafte Datenspeicherung auf den magnetischen Eigenschaften von Metallen. Die ultraschnelle Informationsverarbeitung im Chip hingegen verwendet eine andere Materialklasse, die Halbleiter. Silizium ist deren prominentestes Beispiel. Gelingt es, Halbleitern eine magnetische Funktionalität aufzuprägen, wären Bauelemente möglich, die Informationen speichern und verarbeiten und dabei weniger Energie verbrauchen als heutige Komponenten. Der kommerzielle Einsatz solcher „Wundermaterialien“ ist allerdings noch Zukunftsmusik.
In einer Kooperation der Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Gerd Bacher vom Center for Nanointegration Duisburg-Essen (CENIDE) und der Arbeitsgruppe um Prof. Taeghwan Hyeon von der Universität Seoul in Südkorea gelang allerdings ein wichtiger Fortschritt in diesem zukunftsträchtigen Forschungsfeld.

Das Team um die gebürtige Brasilianerin Rachel Fainblat, Doktorandin bei Prof. Bacher, hat für seine Untersuchungen chemisch hergestellte Streifen aus Selen und Cadmium verwendet – Bänder, die nur wenige Nanometer breit und einige Mikrometer lang sind und denen winzige Mengen von Mangan beigemischt sind. Die elektronischen und optischen Eigenschaften werden durch den Halbleiter Cadmiumselenid bestimmt, die magnetischen Eigenschaften durch die Manganatome im Kristall. Entscheidend für die Anwendungen ist nun, wie diese Eigenschaften miteinander verknüpft sind. Diese Kopplung wird durch zwei Konstanten beschrieben, deren Abhängigkeit von der Größe der Nanostrukturen in der Literatur heftig umstritten ist.

Rasterkraftmikroskopische Aufnahme der untersuchten Nanobänder. (Bildnachweis: UDE)

Fainblats Ziel war es nun, diese Kopplungsstärke zu bestimmen und das Potenzial dieser ungewöhnlichen Nanostrukturen für Anwendungen bei Raumtemperatur zu erforschen.

Dazu hat die 29-Jährige optische Messmethoden eingesetzt und mit verschieden starken Magnetfeldern und unterschiedlichen Anregungswellenlängen experimentiert. Aus den experimentellen Ergebnissen konnte sie auf die Stärke der Kopplung zwischen Ladungsträgern und magnetischen Dotieratomen in den Nanobändern zurückschließen.

„Weil wir die Übergänge aus zwei verschiedenen Energiebändern, also vereinfacht ausgedrückt verschiedenen Energieniveaus, bestimmt haben, konnten wir als erste beide Kopplungskonstanten unabhängig bestimmen und zeigen, dass eine der beiden Konstanten in der Tat in Nanostrukturen stark verändert ist“, berichtet Fainblat. Zusätzlich – und für Anwendungen extrem wichtig – konnte sie nachweisen, dass die Nanobänder auch bei Raumtemperatur magneto-optische Funktionalität zeigen. Vorherige Untersuchungen bezogen sich immer auf extrem tiefe Temperaturen.

„Aber eine Platine, die erst in flüssigem Stickstoff gekühlt werden muss, damit sie funktioniert, ist für die Routineanwendung schlicht untauglich.“ Was die untersuchten Nanobänder zusätzlich attraktiv für industrielle Anwendungen macht, ist ihre einfache und flexible Prozessierbarkeit – auch auf flexiblen Substraten wie z. B. Folien.

Wie wichtig ihre Arbeit für künftige magneto-optische Technologien ist, zeigt die Tatsache, dass Fainblat für ihre Veröffentlichung auf der größten Konferenz im Bereich der Halbleiterphysik (International Conference on the Physics of Semiconductors) mit dem Preis „Young Scientist Best Paper Award“ ausgezeichnet wurde.

DOI: 10.1021/nl302639k

Redaktion und weitere Informationen: http://www.cenide.de
Birte Vierjahn, CENIDE, Tel. 0203/379-8176, birte.vierjahn@uni-due.de

Katrin Koster | idw
Weitere Informationen:
http://www.cenide.de
http://www.uni-due.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Physiker entdecken neuen Transportmechanismus von Nanopartikeln durch Zellmembranen
14.12.2018 | Universität des Saarlandes

nachricht Tanz mit dem Feind
12.12.2018 | 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: Data use draining your battery? Tiny device to speed up memory while also saving power

The more objects we make "smart," from watches to entire buildings, the greater the need for these devices to store and retrieve massive amounts of data quickly without consuming too much power.

Millions of new memory cells could be part of a computer chip and provide that speed and energy savings, thanks to the discovery of a previously unobserved...

Im Focus: Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

Wiener Quantenforscher der ÖAW realisierten in Zusammenarbeit mit dem AIT erstmals ein quantenphysikalisch verschlüsseltes Netzwerk zwischen vier aktiven Teilnehmern. Diesen wissenschaftlichen Durchbruch würdigt das Fachjournal „Nature“ nun mit einer Cover-Story.

Alice und Bob bekommen Gesellschaft: Bisher fand quantenkryptographisch verschlüsselte Kommunikation primär zwischen zwei aktiven Teilnehmern, zumeist Alice...

Im Focus: An energy-efficient way to stay warm: Sew high-tech heating patches to your clothes

Personal patches could reduce energy waste in buildings, Rutgers-led study says

What if, instead of turning up the thermostat, you could warm up with high-tech, flexible patches sewn into your clothes - while significantly reducing your...

Im Focus: Tödliche Kombination: Medikamenten-Cocktail dreht Krebszellen den Saft ab

Zusammen mit einem Blutdrucksenker hemmt ein häufig verwendetes Diabetes-Medikament gezielt das Krebswachstum – dies haben Forschende am Biozentrum der Universität Basel vor zwei Jahren entdeckt. In einer Folgestudie, die kürzlich in «Cell Reports» veröffentlicht wurde, berichten die Wissenschaftler nun, dass dieser Medikamenten-Cocktail die Energieversorgung von Krebszellen kappt und sie dadurch abtötet.

Das oft verschriebene Diabetes-Medikament Metformin senkt nicht nur den Blutzuckerspiegel, sondern hat auch eine krebshemmende Wirkung. Jedoch ist die gängige...

Im Focus: Lethal combination: Drug cocktail turns off the juice to cancer cells

A widely used diabetes medication combined with an antihypertensive drug specifically inhibits tumor growth – this was discovered by researchers from the University of Basel’s Biozentrum two years ago. In a follow-up study, recently published in “Cell Reports”, the scientists report that this drug cocktail induces cancer cell death by switching off their energy supply.

The widely used anti-diabetes drug metformin not only reduces blood sugar but also has an anti-cancer effect. However, the metformin dose commonly used in the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung 2019 in Essen: LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

14.12.2018 | Veranstaltungen

Pro und Contra in der urologischen Onkologie

14.12.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zu Usability und künstlicher Intelligenz an der Universität Mannheim

13.12.2018 | Veranstaltungen

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

Tagung 2019 in Essen: LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

14.12.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Rittal heizt ein in Sachen Umweltschutz - Rittal Lackieranlage sorgt für warme Verwaltungsbüros

14.12.2018 | Unternehmensmeldung

Krankheiten entstehen, wenn das Netzwerk von regulatorischen Autoantikörpern aus der Balance gerät

14.12.2018 | Medizin Gesundheit

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