Schnappschuss einer Elektronenstruktur

Winzig kleine relativistische Effekte bilden die Grundlage für die Funktionalität moderner Technologie, etwa der von magnetischen Fest­platten und Daten­speichern. Erstmals beobachteten nun Forscher Eigenschaften, die sich bisher nicht sichtbar machen ließen, einer elektronischen Struktur direkt: Die Methode der winkel­aufgelösten Photo­emissions­spektroskopie ermöglichte den Wissenschaftlern des Forschungs­zentrums Jülich und der Ludwig-Maximilians-Universität München, die Bildung von Bandlücken in einer Eisen­probe, dem Prototyp eines Magnet­materials, als Antwort auf die Richtungsänderung eines Magnetfeldes direkt zu visualisieren.

In Spintronik-Bauteilen, die den Spin von Elektronen nutzen, bestimmen Bandlücken die Richtung der Magnetisierung und die Leit­fähigkeit. Mit Hilfe solcher neuen Analyse-Methoden könnte es schon bald viel leichter werden, Materialien für spintronische Anwendungen maß­zuschneidern.

„Für Wissenschaftler meiner Generation sind diese Experimente die Verwirklichung eines Traums“, so Stefan Blügel, aus Jülich, Direktor am Peter Grünberg Institut und am Institute for Advanced Simulation. „Der Grund dafür, dass die Drehung der Magnetisierung den Fluss der Elektronen beeinflusst, ist die Spin-Bahn-Wechsel­wirkung. Diese tatsächlich einmal spektroskopisch zu ‚sehen‘, hatte ich nicht für möglich gehalten.“

FZJ / DE