Organisch magnetisiert

  • 22. July 2015

Dünne Schicht organischer Moleküle bestimmt magnetische Ausrichtung auf Oberfläche von Metallen.

Organische Moleküle ermöglichen druckbare Elektronik und Solarzellen mit außer­gewöhnlichen Eigenschaften. Auch in der Spin­tronik eröffnen die Moleküle die unerwartete Möglich­keit, den Magnetismus von Materialien und damit den Spin der fließenden Elektronen zu beein­flussen. So kann eine dünne Schicht von organischen Molekülen die magnetische Ausrichtung einer Kobalt-Ober­fläche stabili­sieren, wie ein deutsch-französisches Team von Forschern des KIT, der Universität Strasbourg und des Synchrotrons Soleil berichtet.

Abb.: Die drei organischen Moleküle und die Kobalt-Oberfläche richten ihre magnetischen Momente sehr stabil aufeinander aus. (Bild: M. Gruber, KIT)

Abb.: Die drei organischen Moleküle und die Kobalt-Oberfläche richten ihre magnetischen Momente sehr stabil aufeinander aus. (Bild: M. Gruber, KIT)

„Diese ungewöhnliche Wechselwirkung zwischen organischen Molekülen und Metall­ober­flächen könnte helfen, Infor­mations­speicher einfacher, flexibler und günstiger herzustellen“, erklärt Wulf Wulfhekel vom KIT. So werden etwa in Computer­fest­platten auch mikroskopische Magnete mit konstanter Ausrichtung verwendet. Organische Moleküle unter dem Stichwort „druckbare Elektronik“ könnten hier neue, einfache Produktions­prozesse eröffnen, die die Selbst­organi­sation der Moleküle ausnutzen.

In der aktuellen Studie wurden drei Molekül-Lagen des Farbstoffs Phtalo­cynine auf die Oberfläche des Ferro­magneten Kobalt aufgebracht. Die magnetischen Momente der Moleküle richteten sich zum Kobalt und zueinander alter­nierend aus, die Moleküle bildeten eine anti­ferro­magne­tische Anordnung. Diese Kombination aus Anti­ferro­magneten und Ferro­magneten bewahrt ihre magnetische Ausrichtung recht stabil auch unter externen Magnet­feldern oder Abkühlung.

„Überraschenderweise gewinnt hier das ‚leichtgewichtige‘ Molekül das magnetische Arm­drücken mit dem ‚schwergewichtigen‘ Ferromagneten und gibt die Eigenschaften vor“, so Wulfhekel. Systeme aus Anti­ferro­magneten und Ferro­magneten kommen unter anderem im Lesekopf von Festplatten vor. Bislang ist die Herstellung des Anti­ferro­magneten recht aufwendig. Sollten sich Moleküle hier einsetzen lassen, könnten die Anti­ferro­magneten eines Tages einfach aus dem Drucker kommen.

KIT / DE

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