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Dresdner Wissenschaftler entdecken graphen-ähnliche Wismut-Waben

Dresdner Wissenschaftler entdecken graphen-ähnliche Wismut-Waben

Ein Dresdner Forscherteam hat eine Art schwere Variante des "Wundermaterials" Graphen entdeckt: Die Wissenschaftler um Prof. Michael Ruck von der TU Dresden und Theoriedirektor Prof. Jeroen van den Brink vom "Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung" (IFW) Dresden designten Waben mit winzig kleinen Würfeln aus Atomen des relativ schweren Elements Wismut, die bei Raumtemperatur im Innern Isolatoren sind und außen Strom nahezu ideal leiten.

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Die Neuerung, die in Münster getestet wird, könnte Leben retten.

Quelle: Friso Gentsch, dpa

Dieses Material könnte neue Perspektiven für die Nanoelektronik eröffnen.

Als heißer Favorit für künftige Spintronik-Computer, in denen nicht mehr Transistorschalter, sondern die magnetischen Drehimpulse (Spins) einzelner Elektronen die Informationen speichern, galten bisher vor allem zweidimensionale Wabennetze aus Kohlenstoffatomen (Graphene), die ihre besonderen quantenphysikalischen Eigenschaften aber nur bei sehr tiefen Temperaturen zeigen.

"Graphen wurde lange als Musterbeispiel eines topologischen Isolators gehandelt, doch kann man daran diesen Effekt nur nahe dem absoluten Temperatur-Nullpunkt beobachten", erklärte TU-Professor Ruck. "Das von uns entdeckte Material aus Wismutwürfeln ist strukturell und in seinen topologischen Eigenschaften dem Graphen verwandt, hat aber den praktischen Vorteil, auch bei Raumtemperatur ein topologischer Isolator zu sein."

Die genannten "topografischen Isolatoren" gelten als exotische Zwischenform zwischen Stromleitern wie Kupfer und Isolatoren: In ihnen richten die Elektronen ihre Spins alle gleich aus und schalten die Spin-Richtung auch kollektiv um. Damit empfehlen sie sich für die Konstruktion nanoelektronischer Bauelemente für Computerspeicher und - Prozessoren der Zukunft.

Möglich wurde die Entdeckung im Übrigen nach Meinung von Prof. van den Brink vor allem auch durch die enge Kooperation von Uni und nichtuniversitären Instituten. "Das exzellente Forschungsumfeld in Dresden mit starken Partnern hat einen sehr wichtigen Beitrag zu unserem Erfolg geleistet", meint er.

hw

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