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EPFL: Der Magnetismus gibt seine Geheimnisse nach und nach preis

Lausanne (ots)

Als Weltpremiere haben Forscher der ETHL die
magnetische Energie eines auf einer Oberfläche abgelegten isolierten 
Atoms und äusserst kleiner Atomgruppen (Nanostrukturen) untersucht. 
Diese Entdeckung erlaubt die Beschreibung der Variation der 
magnetischen Energie während der Atom und Atom fortschreitenden 
Bildung von Nanostrukturen. Die Forschung wurde in Zusammenarbeit 
mit Italien, Frankreich und Deutschland durchgeführt. Sie bildet 
Gegenstand eines heute in der Fachzeitschrift «Science» 
veröffentlichten Artikels.
«Erstmals haben wir der Entstehung der magnetischen Anisotropie von 
Atomen (Eigenschaft eines Körpers oder Umfelds, in verschiedenen 
Richtungen ein verschiedenes Verhalten zu zeigen) beigewohnt, und es 
ist uns gelungen, sie zu messen», freut sich Pietro Gambardella, 
Assistent von Prof. Harald Brune am Institut für Nanostrukturphysik. 
Diese Energie wird im Allgemeinen in sehr geringem Masse bei 
Atomgruppen beobachtet, z.B. bei einem Stück magnetischen Metalls. 
Sie stellt die Fähigkeit der Magnetisierung dar, innerhalb der 
Struktur selbst einen Richtungswechsel vorzunehmen. Dies erklärt, 
weshalb die auf den magnetischen Bits einer Harddisk gespeicherten 
Informationen über eine sehr lange Zeitspanne hinweg stabil bleiben. 
Dagegen zeigt ein im Raum isoliertes Atom keine Energie der 
magnetischen Anisotropie, weil sein Umfeld völlig isotrop ist (i.e. 
die physikalischen Eigenschaften sind in alle Richtungen identisch).
200 Mal grössere magnetische Energie 
Die Physiker wussten bereits, dass sich die Eigenschaften eines 
freien Atoms von denjenigen eines aus einer bedeutenden Anzahl 
Atomen bestehenden Festkörpers unterscheiden. So richtete sich die 
Forschung auf isolierte, auf einer ebenen Oberfläche aus 
nichtmagnetischem Platin abgelegte Kobaltatome. Die Wissenschaftler 
massen bei den Atomen eine Energie der magnetischen Anisotropie, die 
200 Mal grösser war als jene, die von einem Atom unter anderen 
Atomen in einem Kobaltkristall abgegeben wird. Beim Erhitzen der 
Oberfläche bildeten die Atome untereinander Gruppen von 2-40 Atomen. 
Die Energie der magnetischen Anisotropie verringerte sich stark, 
sogar schon bei einer aus nur 3 Atomen bestehenden Gruppe. Sie 
bewegte sich rasch auf den für Festmetalle typischen Wert zu.
Bedeutsamer Fortschritt 
Diese Entdeckung bildet einen bedeutsamen Fortschritt im Verständnis 
und der Konstruktion von Aggregaten magnetischer Atome in 
nanometrischem Massstab. Vielleicht inspiriert sie eines Tages 
Forscher auf dem Gebiet der Konzeption magnetischer Materialien mit 
noch leistungsfähigeren Eigenschaften als den heute bekannten.
Zusätzliche Informationen und Fotografien :
Harald Brune, Professor für Nanostrukturphysik : 021 693 54 51, (am 
16. Mai erreichbar unter: 079 771 75 59) 
Pietro Gambardella, Assistent für Strukturphysik: 021 693 33 27
Artikel in der Zeitschrift «Science»: Giant Magnetic Anisotropy of 
single Cobalt Atoms and Nanoparticles, Vol. 300, No. 5622
Website : http://www.epfl.ch/pressinfo/welcome.php?
action=display&rep=Communiques

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