Nutzerexperiment bei BESSY-II: Ein schneller Schalter für Magnetnadeln
Ein Datenpunkt ändert die Polarisierung:
Der Probenausschnitt zeigt die Magnetisierung,
während sie sich von oben nach unten umkehrt.
Wissenschaftler aus aller Welt kommen ans HZB, um die beiden Großgeräte – die Synchrotronstrahlungsquelle in Adlershof und den Forschungsreaktor in Wannsee – für ihre Untersuchungen zu nutzen. Doch bevor es mit den Messungen losgehen kann, müssen die Forscher Anträge einreichen, die ein international besetztes Gremium begutachtet. Dieser Aufwand wird betrieben, um für die aussichtsreichsten wissenschaftlichen Ideen Messzeit zur Verfügung zu stellen. Nicht selten führen sie zu herausragenden Publikationen. Ein aktuelles Beispiel ist ein Nutzerexperiment, das am Speicherring BESSY II von dem Team von Dr. Hermann Stoll vom Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme (ehemals Max-Planck-Institut für Metallforschung) zusammen mit Kollegen aus Gent und Regensburg durchgeführt wurde.
Die Abteilung von Frau Professor Schütz, MPI für Intelligente Systeme, Stuttgart, hat in enger Zusammenarbeit mit den HZB-Kollegen kürzlich ein neuartiges Rasterröntgenmikroskop in Betrieb genommen, das MAXYMUS am BESSY II. Im Rahmen der Doktorarbeit von Matthias Kammerer wurden dort magnetische Vortex-Kerne untersucht, die sich als besonders stabile Speicherpunkte für Datenbits eignen. Es gelang, einen neuen Mechanismus zu finden, wie sich diese Vortex-Kerne deutlich schneller schalten lassen – das ist eine wichtige Voraussetzung, um eine schnellere Datenspeicherung zu ermöglichen. Diese Entdeckung wurde nun veröffentlicht in: M. Kammerer et al., Magnetic vortex core reversal by excitation of spin waves, Nat. Commun. 2:279 doi: 10.1038/ncomms1277 (2011).
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- Synchrotronstrahlungsquellen: Werkzeugkästen für QuantentechnologienSynchrotronstrahlungsquellen erzeugen hochbrillante Lichtpulse, von Infrarot bis zu harter Röntgenstrahlung, mit denen sich tiefe Einblicke in komplexe Materialien gewinnen lassen. Ein internationales Team hat nun im Fachjournal Advanced Functional Materials einen Überblick über Synchrotronmethoden für die Weiterentwicklung von Quantentechnologien veröffentlicht: Anhand konkreter Beispiele zeigen sie, wie diese einzigartigen Werkzeuge dazu beitragen können, das Potenzial von Quantentechnologien wie z. B. Quantencomputing zu erschließen, Produktionsbarrieren zu überwinden und den Weg für zukünftige Durchbrüche zu ebnen.
- Neue Katalysatormaterialien auf Basis von Torf für BrennstoffzellenEisen-Stickstoff-Kohlenstoff-Katalysatoren haben das Potenzial, teure Platinkatalysatoren in Brennstoffzellen zu ersetzen. Dies zeigt eine Studie aus Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) und der Universitäten in Tartu und Tallinn, Estland. An BESSY II beobachtete das Team, wie sich komplexe Mikrostrukturen in den Proben bilden. Anschließend analysierten sie, welche Strukturparameter für die Förderung der bevorzugten elektrochemischen Reaktionen besonders wichtig waren. Der Rohstoff für solche Katalysatoren ist gut zersetzter Torf.
- Helmholtz-Nachwuchsgruppe zu MagnonenDr. Hebatalla Elnaggar baut am HZB eine neue Helmholtz-Nachwuchsgruppe auf. An BESSY II will die Materialforscherin sogenannte Magnonen in magnetischen Perowskit-Dünnschichten untersuchen. Sie hat sich zum Ziel gesetzt, mit ihrer Forschung Grundlagen für eine zukünftige Terahertz-Magnon-Technologie zu legen: Magnonische Bauelemente im Terahertz-Bereich könnten Daten mit einem Bruchteil der Energie verarbeiten, die moderne Halbleiterbauelemente benötigen, und das mit bis zu tausendfacher Geschwindigkeit.
Dr. Hebatalla Elnaggar will an BESSY II magnetische Perowskit-Dünnschichten untersuchen und damit die Grundlagen für eine künftige Magnonen-Technologie schaffen.