Erste Gäste an NEAT II
Gerrit Günther und Veronka Grzimek helfen Zhilun Lu bei dem Experiment. © HZB
Das neu errichtete Flugzeitspektrometer NEAT II hat seine ersten Nutzer begrüßt. Jie Ma von der Shanghai Jiao Tong Universität und sein Kollege Zhilun Lu untersuchten magnetische Anregungen in kristallinen Proben und profitierten dabei von der hohen Datenrate und der vielseitigen Instrumentierung. Das NEAT-Team freut sich nun auf weitere spannende Nutzer-Experimente!
Die Forscher aus Shanghai benötigten nur 60 Minuten Messzeit bei einer Temperatur von 1.5 Kelvin, um das Signal zu finden, das sie suchten. „Unser Experiment war sehr erfolgreich und wir hoffen, die Ergebnisse bald zu veröffentlichen“, sagen die Wissenschaftler.
Das Neutronen-Flugzeitspektrometer NEAT II eignet sich, um die Dynamik und Struktur in sehr breiten Zeit- und Raumskalen von 10-14 bis 10-10 Sekunden sowie von 0,05 bis etwa 5 Nanometern zu untersuchen. Das Vorgänger-Instrument NEAT I hatte 1995 mit dem Nutzerbetrieb begonnen. Nun wurde NEAT vollständig umgebaut, um dem Bedarf nach einem leistungsfähigeren Instrument nachzukommen. Der Umbau begann im Jahr 2010 nach einem strengen internen und externen Selektionsprozess und führte nun zu einem 70-fach höheren Neutronenfluss, einer verbesserten Winkelauflösung, einem größeren Wellenlängenbereich und einem Design, das für Anwendungen mit 15 Tesla-Magneten geeignet ist.
- Magnetische Bildgebung: Mikroblumen verstärken das lokale MagnetfeldMaterialien mit magnetischen Nanostrukturen bieten viele Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise in der Spintronik. Um solche Materialien zu untersuchen, sind magnetisch empfindliche Bildgebungsverfahren im Nanobereich geeignet, bisher konnten während des Bildgebung jedoch nur schwache Magnetfelder angelegt werden. Nun hat eine internationale Forschungsgruppe unter der Leitung von Dr. Sergio Valencia vom HZB einen Ansatz entwickelt, der diese Einschränkung überwindet. Das Team entwarf winzige Magnetflusskonzentratoren (MFCs). Die Geometrie der MFCs ähnelt einer Blume und fokussiert das angelegte Magnetfeld auf das Zentrum, in dem die Probe sitzt. Die „Mikroblumen“, die das Magnetfeld lokal verstärken, können in vielen nanometrischen magnetischen Mikroskopieverfahren eingesetzt werden.
- Magnon-Momentum-Mikroskopie: Neues Fenster in nanoskalige SpinwellenEin internationales Team unter der Leitung des Max-Born-Instituts hat eine neue Art der Momentum-Mikroskopie entwickelt, mit der Magnonen – die Quanten kollektiv angeregter Spins – mithilfe von Weichröntgenstrahlung direkt im zweidimensionalen reziproken Raum abgebildet werden können. Die Messungen fanden an BESSY II und Petra III statt. Erstautor ist der HZB-Physiker Steffen Wittrock. Dank ihrer Empfindlichkeit, Einfachheit und der Möglichkeit, Wellenlängen im Nanometerbereich aufzulösen, bildet diese neuartige Methode eine leistungsstarke und vielseitige Plattform für die Erforschung nichtlinearer Magnonen-Wechselwirkungen, die für zukünftige Rechenkonzepte interessant sind.
- Spintronik an BESSY II: Echtzeit-Analyse von magnetischen DoppelschichtsystemenSpintronische Bauelemente ermöglichen Datenverarbeitung mit deutlich weniger Energieverbrauch. Sie basieren auf der Wechselwirkung zwischen ferromagnetischen und antiferromagnetischen Schichten. Nun ist es einem Team von Freier Universität Berlin, HZB und Universität Uppsala gelungen, für jede Schicht separat zu verfolgen, wie sich die magnetische Ordnung verändert, nachdem ein kurzer Laserpuls das System angeregt hat. Dabei konnten sie auch die Hauptursache identifizieren, die für den Verlust der antiferromagnetischen Ordnung in der Oxidschicht sorgt: Die Anregung wird von den heißen Elektronen im ferromagnetischen Metall zu den Spins im Antiferromagneten transportiert.