15.04.2011

Graphen spin(n)t

Ein Magnetfeld erzeugt einen zum Strom senkrechten Spinfluss, welcher an entfernten Kontakten eine Spannung hervorruft.

Graphen spin(n)t

Ein Magnetfeld erzeugt einen zum Strom senkrechten Spinfluss, welcher an entfernten Kontakten eine Spannung hervorruft.

Die reichhaltige Liste, potenziell für die Anwendung interessanter Eigenschaften der zweidimensionalen Kohlenstoffkonfiguration Graphen, wird immer länger. Ein Team um einen der Nobelpreistrager von 2010, Andre Geim, entdeckte einen Vorgang, der Graphen auch für die Spintronik sehr interessant machen dürfte.


Abb.: Senkrecht zum Strom zwischen den Elektroden 1 und 2 wird durch das äußere Magnetfeld ein Spinfluss erzeugt. Dieser ruft zwischen den Kontaktpunkten 3 und 4 eine Spannung hervor. (A. H. Castro Neto, Science)

Zwischen zwei dicht beieinander liegenden Elektroden ließen die Wissenschaftler im Graphen einen Strom fließen. Durch das Anlegen eines kleinen Magnetfeldes erreichten sie, dass sich zwischen einem weiteren Paar von Kontakten in größerer Entfernung eine Spannung aufbaute. Dieser Effekt, der auch bei Raumtemperatur sichtbar war, lässt sich nicht durch bisher bekannte Phänomene wie den Quanten-Hall-Effekt beschreiben.

Nach Ansicht der Forscher erzeugt das magnetische Feld einen Spinfluss senkrecht zum elektrischen Strom. Dieser zeigt dann, im Gegensatz zum klassischen Verhalten der Ladungsträger in diesem Experiment, ein kohärentes quantenmechanisches Verhalten über lange Distanzen hinweg. Eine mögliche Anwendung für diesen Effekt ist die Spintronik, für welche die Erzeugung solcher „Spinströme“ benötigt wird. Bisherige Ansätze beruhen auf der Spin-Bahn-Kopplung, leiden aber unter deren geringer Stärke.

Konrad Kieling

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