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Forschungsprojekt Jülich - Presseinformationen - Wie Magnetik entsteht: Elektronische Verbindungen verstärken sich mehr als Gedanken.

Dies zeigen die aktuellen Arbeiten von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Wissenschaftszentrums Jülich und der Uni Halle. Erstmals ist es den Forschenden geglückt, die Interaktion zwischen Einzelelektronen in einem Magnetmaterial, in diesem Falle Cobalt, zu visualisieren, was letztendlich zur Bildung der Magneteigenschaften beizutragen. Magnete sind zu einem unverzichtbaren Bestandteil unseres täglichen Lebens geworden.

Bekanntlich werden die magne-tischen, besser gesagt: ferromagnetischen Merkmale durch eine gemeinsame Anordnung der Elektronendreher erreicht. Bei nichtmagnetischen Werkstoffen kommen beide Spin-Zustände etwa gleich oft vor. Magnete hingegen sind dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrheit der Drehungen in eine bestimmte Bewegungsrichtung zeigt, d.h. sie sind meist "oben" oder "unten".

Bislang war nicht ganz geklärt, dass die Interaktionen in Magnetwerkstoffen, die eine gleichmäßige Ausrichtung der Elektronendreher gewährleisten, ein gewisses Maß haben", sagt Dr. Christian Tusche vom Peter Grünberg Institut in Jülich (PGI-6). Jetzt können wir aber gut erkennen, dass es auch von weiter entfernten Elektronenkreisen beeinflußt wird.

"â??Die Vermessung mit dem Pulsmikroskop verdeutlicht die VerhÃ?ltung der Mehrheit der Spin-ZusÃ?tze in Rottönen und der Minderheitsspin-ZusÃ?tze in Blautönen (der sogenannten Fermi-OberflÃ?che) fÃ?r Elekronen mit unterschiedlichen Impulsen oder unterschiedlichen Energien (von l.n.r.: 85... 70... 50 eV). Daraus können Aussagen über die Streuung der Elektronenwechselwirkung gezogen werden, die bei weitem nicht wie bisher angenommen gleich ist und insbesondere eine klare Abweichung aufzeigt.

Die NanoESCA hingegen bietet auch Bilder anderer Natur, in diesem Falle eine Form der Karte der Schnelligkeitsverteilung der leitenden Elektrone, die auch den Dreh der Elektrone zeigt", erläutert Christian Tusche. Möglich wird dies durch besondere Merkmale des Synchrotronlichts, wie die Abstimmbarkeit der Wellenlängen, die es ermöglichen, den Puls der leitenden Elektronen und deren Polarisierung, d.h. nahezu die Velocity und den Spin-Zustand, sehr präzise zu messen.

Durch dieses neuartige Messverfahren, auch bekannt als "spinauflösende Impulsmikroskopie" oder "spinauflösende Impulsmikroskopie", konnten die Wissenschaftler nun erstmals zwischen der überwiegenden Mehrheit und den seltenen Minderheiten-Spinzuständen in einem Magnetwerkstoff unterscheiden. Das ist die Grundvoraussetzung für die Bestimmung der Interaktion zwischen Einzelelektronen, die zur gemeinsamen Anordnung der Elektronendreher und damit zum Entstehen von Magnetics führen.

Die Wechselwirkung von Elektron und Mensch ist abhängig von ihrer Drehzahl oder ihrem Antrieb, wie diese Aufteilung aufzeigt. Original-Veröffentlichung: Christian Tusche, Martin Ellguth, Vitaliy Feyer, Alexander Krasyuk, Carsten Wiemann, Jürgen Henk, Claus M. Schneider & Jürgen Kirschner; Further information: