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Atomares Domino

Dissertationspreis geht nach Jülich
Von Redaktion [17.04.2008, 08.06 Uhr]

eine Voraussetzung für weitere Fortschritte in der Informationstechnologie. Einen magnetischen Effekt, der magnetische Schalter oder Logik-Elemente auf atomarer Größenskala denkbar werden lässt, hat nun der Theoretische Physiker Dr. Samir Lounis während seiner Promotion am Forschungszentrum Jülich entdeckt.

Seine Computersimulationen zeigen: So genannte Nanodrähte aus Übergangsmetallen könnten sich für den Transport und die Speicherung magnetischer Information nutzen lassen. Dafür hat der Nachwuchsforscher den „ThyssenKrupp Electrical Steel Dissertationspreis 2008“ für die beste Dissertation des Jahres 2006/2007 im Bereich Magnetismus erhalten. Der mit 1000 Euro dotierte Preis für „die Anerkennung herausragender Forschung im Rahmen einer Doktorarbeit und deren exzellente Vermittlung in Wort und Schrift“ wurde im Rahmen der Frühjahrstagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft in Berlin vergeben.

Lounis hat einen so genannten Domino-Effekt an Reihen einzelner Manganatome auf einer Nickeloberfläche entdeckt. Er fand heraus, dass die magnetische Konfiguration dieser Nanodrähte sich in Abhängigkeit von ihrer Länge unterscheidet. Verblüffend: Nur ein Atom mehr oder weniger bewirkt einen drastischen Unterschied. Wenn die Zahl der Atome ungerade ist, richten sich die magnetischen Momente antiparallel aus, bei gerader Anzahl nehmen sie eine gekippte Kompromissposition zwischen parallel und antiparallel ein.

Fügt man also an einem Ende des Nanodrahtes ein Atom zu oder entfernt eines, ändert man zugleich die magnetische Konfiguration des gesamten Clusters: Wie bei einer Reihe Dominosteine kippen die magnetischen Momente um. Hier endet aber auch die Analogie, denn der Effekt ist im Gegensatz zu umfallenden Dominosteinen vollkommen reversibel. Lounis entdeckte den quantenmechanischen Effekt, der über weite Strecken von mindestens 100 Atomen funktioniert, mit Hilfe einer Weiterentwicklung der Dichtefunktionaltheorie und hofft nun auf eine baldige experimentelle Bestätigung.

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