Forschung

Wider den Ferromagnetismus

14.02.2020 - Uranverbindung unter extrem hohen Magnetfeldern mit Neutronen untersucht.

Wenn das Magnetfeld hoch genug wird und eine gewisse kritische Schwelle überschreitet, kann jedes Material ferro­magnetisch werden – diese Annahme galt bislang als richtig. Doch sie ist es nicht. Dies zeigen nun Experimente am Hochfeld­magneten der Berliner Neutronen­quelle BER II und mit gepulsten Magnetfeldern am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossen­dorf HZDR. Untersucht wurden Kristalle aus U2Pd2In, die eine besondere Klasse der Festkörper bilden, die Shastry-Sutherland-Systeme.

Die Wechsel­wirkungen zwischen den Uran-Atomen sind hier recht komplex. Dies liegt vor allem an den ausgedehnten 5f-Orbitalen der äußersten Elektronen des Urans im Festkörper. Diese 5f-Elektronen sind auch Träger der magnetischen Momente im Material. Der Befund bei steigendem Magnetfeld: Oberhalb von 25,8 Tesla richten sich die magne­tischen Momente nicht weiter entlang des Magnetfeldes aus, sondern formieren sich zu einer neuen Ordnung. Dadurch entsteht eine Über­struktur im Kristall. Das magnetische Muster aus 80 Spins wiederholt sich erst nach zwanzig kristallo­graphischen Einheits­zellen.

Ein Grund für dieses Verhalten könnte darin liegen, dass verschiedene, starke Wechsel­wirkungen im Gitter gegeneinander arbeiten und sich ihr Kräfte­verhältnis mit dem Feld verschiebt. „Unsere Ergebnisse sind aus zwei Gründen wichtig“, sagt Karel Prokes vom HZB. „Erstens zeigen sie, dass nicht alle Materialien eine ferro­magnetische Ordnung oberhalb eines kritischen Feldes bilden und zweitens erlauben sie einen Einblick in die komplexen Wechsel­wirkungen zwischen den Uran-Atomen und können dadurch helfen, genauere Theorien über 5f-Elektronen­systeme zu entwickeln“.

HZB / JOL

Weitere Infos

Die äußerst leisen, kompakten, ölfreien Pumpen

Die Modelle der neuen Scrollpumpenbaureihe HiScroll von Pfeiffer Vacuum sind ölfreie, hermetisch dichte Vakuumpumpen. Die kompakte Bauweise sowie leiser und vibrationsarmer Betrieb zeichnen die Neuentwicklungen besonders aus.

Erleben Sie unsere neue HiScroll – die ölfreien Vakuumpumpen von Pfeiffer Vacuum in 3D!

 

HiScroll FunktionsVideo

 

Erfahren Sie mehr über die neue HiScroll Vakuumpumpe

Newsletter

Die Physik in Ihrer Mailbox – abonnieren Sie hier kostenlos den pro-physik.de Newsletter!

Einen Schritt weiterdenken – die neue Generation der Scrollpumpen:


Erleben Sie unsere neue HiScroll – die ölfreien Vakuumpumpen von
Pfeiffer Vacuum.

 

Erfahren Sie mehr über die HiScroll Vakuumpumpen

Bleistift, Papier und die eine Idee, die die Zukunft verändert

Quantentechnologie, künstliche Intelligenz, additive Fertigung: Michael überführt neueste Erkenntnisse in fortschrittliche Technologien bei ZEISS. Was ihn antreibt? „Einfluss darauf nehmen, wie unsere Gesellschaft lebt und arbeitet.“

Mehr Informationen

Bleistift, Papier und die eine Idee, die die Zukunft verändert

Quantentechnologie, künstliche Intelligenz, additive Fertigung: Michael überführt neueste Erkenntnisse in fortschrittliche Technologien bei ZEISS. Was ihn antreibt? „Einfluss darauf nehmen, wie unsere Gesellschaft lebt und arbeitet.“

Mehr Informationen