Der Physiker Matthias Menzel von der Universität Hamburg wurde auf der 28. European Conference on Surface Science (ECOSS) im polnischen Wrocław für die Präsentation seiner Forschungsarbeiten an atomar dünnen Eisenketten auf einer Iridium-Oberfläche mit dem ECOSS-Preis 2011 ausgezeichnet. Mit diesem Preis werden schon seit vielen Jahren die herausragenden Arbeiten von Doktoranden auf dem Gebiet der Oberflächen- und Grenzflächenphysik geehrt.
Mit etwa 700 Teilnehmern ist die European Conference on Surface Science eine der weltweit größten internationalen Fachtagungen auf dem Gebiet der Oberflächen- und Grenzflächenforschung. Zur Förderung von Nachwuchswissenschaftlern wird auf dieser Tagung jährlich der mit 1.500 € dotierte ECOSS-Preis für den besten Beitrag eines Doktoranden aus Europa vergeben.
Aus einer Vielzahl von internationalen Bewerbern wurden von einem Preiskomitee fünf Finalisten ausgewählt, welche ihre Forschungsarbeiten auf der Konferenz präsentierten. Matthias Menzel überzeugte die Jury dabei mit seinem Vortrag „Atomic-scale spin spiral observed in individual metallic chains“ und erhielt den ECOSS-Preis 2011.
Matthias Menzel hat an der Universität Hamburg studiert und im Jahr 2006 in der Arbeitsgruppe von Prof. Roland Wiesendanger diplomiert. Seine Promotion führte er ebenfalls in der Gruppe von Prof. Roland Wiesendanger durch und untersuchte das magnetische Verhalten von Ketten aus einzelnen Eisen-Atomen auf einer Iridium-Oberfläche und einen möglichen Informationstransport auf Basis des Elektronen-Spins.
Der Spin von Elektronen ist eine quantenmechanische Eigenschaft und kann vereinfacht als Drehung der Elektronen um ihre eigene Achse verstanden werden. Diese Drehung erzeugt ein magnetisches Moment und daher kann man ein einzelnes Elektron stark vereinfacht als winzige Kompassnadel ansehen, die, je nachdem in welche Richtung sich das Elektron dreht, nach Norden oder Süden zeigt.
Heutige Computer nutzen für die Datenverarbeitung nur die elektrische Ladung von Elektronen, was zu vielen Problemen führt, denn dadurch werden Computer-Bauteile sehr heiß, verschwenden extrem viel Energie und verhindern eine beliebige Erhöhung der Taktfrequenz.
Im Gegensatz dazu nutzt die sogenannte „Spintronik“ nur den Spin zur Übertragung und Verarbeitung von digitalen Informationen. Zukünftige Spintronik-Bauteile würden demzufolge wesentlich weniger Energie verbrauchen und könnten trotzdem um ein Vielfaches schneller und effizienter arbeiten, als heutige Computer-Systeme.
Die von Matthias Menzel untersuchten Eisenketten sind ein Modellsystem für atomar kleine Leiterbahnen, die keine elektrische Ladung transportieren, sondern Informationen nur mit Hilfe des Spins vom Anfang einer atomaren Kette an deren Ende transportiert. Ändert man den Spin am Anfang der Kette, dann richten sich die Spins der folgenden Eisen-Atome auch neu aus und ähnlich wie bei einem Dominospiel kippen die Kompassnadeln nacheinander um und transportieren so die digitale Information. |
Abb.1: Dreidimensionale Darstellung der untersuchten Ketten aus Eisen-Atomen auf einer Iridium-Oberfläche (Bildnachweis: M. Menzel, Universität Hamburg)
Abb.2: Matthias Menzel (Bildnachweis: M. Menzel, Universität Hamburg) |
|
04.04.2012 
Artikel als PDF-Dokument
