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Dresdner Werkstoff merkt sich starke Magnetkraft

Die riesigen Kondensator-Banken im Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf entladen sich schlagartig in spezielle Magnetspulen, um sehr hohe Felder zu erzeugen. Foto: HZDR, Oliver Killig

Die riesigen Kondensator-Banken im Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf entladen sich schlagartig in spezielle Magnetspulen, um sehr hohe Felder zu erzeugen. Foto: HZDR, Oliver Killig

Planck-Forscher hoffen auf bessere Computerspeicher

Dresden, 16. März 2015: Dresdner Planck-Forscher haben einen neuen Werkstoff entwickelt, der in Zukunft bei der Konstruktion leistungsfähigerer und langlebiger Computerspeicher helfen könnte. Die Forscher des „Max-Planck-Instituts für Chemische Physik fester Stoffe“ (MPI-CPfS) setzten dafür eine Legierung aus den Elementen Mangan, Platin und Gallium extrem starken Magnetfeldern aus, wie sie nur an wenigen Orten weltweit erzeugt werden können. Dabei stellten sie fest, dass die vorher unmagnetische Verbindung danach selbst Magnetkraft entwickelte – und zwar in einem Maße, wie bislang kein anderes Material.

Heusler-Verbindung gibt sich nach außen unanziehend

Die eingesetzte Legierung ist eine sogenannte „Heuslersche Verbindung“ mit einem geheimen Innenleben. Nach außen hin gibt sich dieses Material normalerweise wenig anziehend: Ihre Bestandteile auf atomarer Ebene bilden zwar magnetische Gitter, doch die sind so gepolt, dass sich die Felder gegenseitig aufheben und dadurch äußerlich so unmagnetisch wie ein Stück Granit wirken.

Labore in Rossendorf und Nijmegen sorgten für starke Magnetfelder

Ajaya Nayak. Foto: MPI-CPFS

Ajaya Nayak. Foto: MPI-CPFS

Weil die Planck-Forscher jedoch diese Besonderheit kannten, versuchten sie einen Trick: Zunächst setzte das Team um MPI-Gruppenleiter Ajaya Nayak die Legierung im Hochfeldlabor des Helmholtz-Zentrums Dresden Rossendorf (HZDR) extrem starken Magnetpulsen mit bis zu 60 Tesla aus, die etwa 600 so stark sind wie ein Hufeisenmagnet. Danach brachten sie den Designer-Werkstoff ins Hochfeldmagnet-Labor der „Radboud University“ im niederländischen Nijmegen, das auf nicht ganz so starke, dafür aber dauerhafte Magnetfelder mit 20 Tesla spezialisiert ist.

Einsatz in Elektronik denkbar

Durch diese Rosskuren gelang es ihnen, dem vorher unmagnetischen Stoff eine eigene Magnetstärke von 3 Tesla aufzuprägen. Dies sei „ein sehr hoher Wert, wie er beispielsweise von starken Magnetresonanz-Tomographen in der Medizin erreicht wird“, betonten die Planck-Forscher. Sie erhoffen sich von ihren Experimenten neue Impulse für die Grundlagenforschung an Designer-Werkstoffen, sehen aber auch praktische Anwendungsmöglichkeiten in der Elektronik. Die Methode könne „neue magneto-elektronische Bauelemente mit einer ungewöhnlich stabilen Magnetisierung ermöglichen“, meinen sie. Dafür sind dann auch nicht mehr so starke Magnetfelder wie in den Experimenten notwendig, wie Studien-Koautorin und MPI-Direktorin Claudia Felser betonte: „Das Material selbst kann auch ohne diese starken Felder erzeugt werden, die waren nur für die Messungen notwendig.“  Autor: Heiko Weckbrodt

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