Ultraschnelle Spin-Manipulation bei Terahertz-Frequenzen

Ein ultraschneller Spinstrom führt zur Emission elektromagnetischer Wellen im Terahertz-Bereich.

Ein ultraschneller Spinstrom führt zur Emission elektromagnetischer Wellen im Terahertz-Bereich. © H. D. Wöhrle/Universität Göttingen

Ein internationales Team hat einen Weg entdeckt, um Spins in einer bislang unerreichten Geschwindigkeit zu steuern. Dies ist für Datenverarbeitung und –Speicherung interessant. Sie nutzten dafür Femtosekunden-Laserpulse über einen weiten Energiebereich bis zu Terahertz-Frequenzen. An der Arbeit waren Forscher vom Fritz-Haber-Institut, der Universitäten Göttingen und Uppsala sowie vom Forschungszentrum Jülich und Helmholtz-Zentrum Berlin beteiligt; ihre Ergebnisse sind nun in der Online-Ausgabe von Nature Nanotechnology publiziert.

Die Wissenschaftler entwickelten ein wenige Nanometer dickes Schichtsystem aus unterschiedlichen Metallen. Durch einen ultrakurzen Laserpuls angeregt, entsteht darin ein so genannter Spinstrom. Dieser  ebenfalls ultrakurze Spinstrom kann sehr gezielt beeinflusst werden, sowohl was seine Form als auch seine Dauer betrifft. Der Spinstrom lässt sich nach der Speicherung in einen konventionellen Ladungsstrom umwandeln, der wiederum elektromagnetische Strahlung im Terahertz-Frequenzbereich erzeugt. Durch den Einsatz von unterschiedlichen Materialien wie Ruthenium oder Gold konnten die Forscher das Spektrum der elektromagnetischen Wellen steuern. Die Ergebnisse könnten es ermöglichen, neue Materialien zu entwerfen, in denen magnetische Muster deutlich schneller gespeichert werden können.

Originalveröffentlichung: T. Kampfrath et al. „Terahertz spin current pulses controlled by magnetic heterostructures”, Nature Nanotechnology 2013, doi: http://dx.doi.org/10.1038/NNANO.2013.43.

Zur Presseinfo der Universität Göttingen:

arö/IR/Uni Göttingen

Das könnte Sie auch interessieren

  • Alexander Gray kommt als Humboldt-Fellow ans HZB 
    Nachricht
    12.08.2022
    Alexander Gray kommt als Humboldt-Fellow ans HZB 
    Alexander Gray von der Temple University in Philadelphia, USA, arbeitet gemeinsam mit dem HZB-Physiker Florian Kronast an der Erforschung neuartiger 2D-Quantenmaterialien an BESSY II. Mit dem Stipendium der Alexander von Humboldt-Stiftung kann er diese Zusammenarbeit nun vertiefen. Bei BESSY II will er tiefenaufgelöste röntgenmikroskopische und -spektroskopische Methoden weiterentwickeln, um 2D-Quantenmaterialien und Bauelemente für neue Informationstechnologien zu untersuchen. 
  • Grüner Wasserstoff: Nanostrukturiertes Nickelsilizid glänzt als Katalysator
    Science Highlight
    11.08.2022
    Grüner Wasserstoff: Nanostrukturiertes Nickelsilizid glänzt als Katalysator
    Elektrische Energie aus Wind oder Sonne lässt sich als chemische Energie in Wasserstoff speichern, einem hervorragenden Kraftstoff und Energieträger. Voraussetzung dafür ist allerdings die effiziente Elektrolyse von Wasser mit kostengünstigen Katalysatoren. Nanostrukturiertes Nickelsilizid kann die Effizienz der Sauerstoffentwicklungsreaktion an der Anode deutlich steigern. Dies zeigte nun ein Team aus dem HZB, der Technischen Universität Berlin und der Freien Universität Berlin im Rahmen der Forschungsplattform CatLab unter anderem auch mit Messungen an BESSY II.
  • RBB Abendschau zu Besuch bei CatLab
    Nachricht
    01.08.2022
    RBB Abendschau zu Besuch bei CatLab
    CatLab bekam Besuch von der rbb Abendschau.
    Unter dem Titel "Der Weg weg vom Erdgas" wurde der Beitrag am Sonntag, 31. Juli in de rbb Abendschau ausgestrahlt und wird für 7 Tage in die rbb-Mediathek verfügbar.