Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik

Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik

Die Elektronik der Zukunft könnte mit Licht statt Strom oder einer Kombination aus beiden arbeiten. Doch bislang gibt es dafür noch keine optimalen Lichtquellen, und auch die Lichtleiter sind noch nicht ausgereift. Solche Materialien zu entwickeln ist eine der Herausforderungen, denen sich die Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik in Halle an der Saale stellen. Sie untersuchen, wie die Mikro- oder Nanostruktur unter anderem von metallischen Verbindungen deren physikalische Eigenschaften beeinflusst, zum Beispiel ihr Verhalten als Lichtleiter oder ihre magnetischen Charakteristika. Dabei untersuchen sie vor allem Materialien in niedrigen Dimensionen, also etwa in einer zweidimensionalen dünnen Schicht, in einem quasi eindimensionalen Nanodraht oder einem winzigen Atomhäufchen, das Physiker Quanten-Punkt nennen und das  in mancher Hinsicht einem einzelnen Atom ähnelt.

Kontakt

Weinberg 2
06120 Halle (Saale)
Telefon: +49 345 5582-50
Fax: +49 345 5511223

Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat keine International Max Planck Research School (IMPRS).

Es gibt jedoch die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren und Forschungsgruppenleitern.

Abteilung Experimentelle Abteilung II

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Abteilung Nanomagnetismus, Experimentelle Abteilung I

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Exotische Inseln für magnetische Festplatten

Antiskyrmionen könnten einen Datenspeicher ermöglichen, der schnell, robust und sparsam im Energieverbrauch ist

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Millennium-Technologiepreis für neuen Max-Planck-Direktor Stuart Parkin

Der Physiker erhält die Auszeichnung, die mit einer Million Euro dotiert ist und als Nobelpreis für technische Innovationen gilt, für die Entwicklung von Speichermedien

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Nanotechnologie im Glasschwamm

Monorhaphis chuni erzeugt eine Glasnadel mit völlig periodisch angeordneten Nanoporen

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Der kleinste Speicher der Welt

Der kleinste Speicher der Welt

13. November 2013

Die Kontrolle über das magnetische Moment einzelner Atome eröffnet neue Möglichkeiten für kompakte Datenspeicher und Quantencomputer

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SPEELS-Messungen liefern auch Informationen über magnetische Eigenschaften unter Oberflächen von Materialien, die für die Spintronik interessant sind

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Dieser Physiker hat unsere Welt verändert: Erst Stuart Parkins Entwicklungen in der Spintronik ermöglichen Facebook, Google und viele andere Computeranwendungen, ohne die unser Alltag kaum noch denkbar ist. Seit einem Jahr ist Parkin Direktor am Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik in Halle. Mit seiner Energie beeindruckt und fordert er seine Kollegen dort gleichermaßen.

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Was fallende Katzen für die Dichtefunktionaltheorie bedeuten

2017 Requist, Ryan Tyler; Gross, Eberhard K. U.

Materialwissenschaften Quantenphysik Teilchenphysik

Dichtefunktionaltheorie, die am weitesten verbreitete Methode zur Berechnung von Molekül- und Festkörpereigenschaften, ist in ihrer Anwendbarkeit durch die ihr zugrunde liegende Born-Oppenheimer-Näherung eingeschränkt, d. h. durch die Annahme, dass sich die Kerne unendlich viel langsamer als die Elektronen bewegen. Forschungsarbeiten am Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik haben es dank neuer Erkenntnisse zur Berry-Krümmung ermöglicht, eine Dichtefunktionaltheorie zu entwickeln, die vollständig die nicht-adiabatisch gekoppelte Elektron-Kern-Bewegung berücksichtigt.

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Helimagnetismus in nanometerkleinen Eiseninseln

2015 Sander, Dirk; Kirschner, Jürgen

Festkörperforschung Materialwissenschaften Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik

2D-Eiseninseln mit wenigen tausend Atomen zeigen eine neuartige magnetische Ordnung auf der Nanometerskala, die erstmals mit der Spin-polarisierten Rastertunnelmikroskopie aufgeklärt wurde. Die lokale Magnetisierungsrichtung im Eisen dreht sich auf einer Strecke von nur fünf Atomabständen um 360 Grad. Diese für Eisen ungewöhnliche magnetische Ordnung ist eine Folge der reduzierten Dimensionalität der Eisennanostruktur. Deren strukturelle Relaxation verändert die spinabhängige Wechselwirkung zwischen den Elektronen und dies verursacht eine nicht-kollineare Ausrichtung benachbarter Spins.

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Elektrisches Feld als Schalter für Nanomagnete

2014 Brovko, Oleg O.; Ruiz-Diaz, Pedro; Dasa, Tamene R.; Stepanyuk, Valeri S.

Festkörperforschung Materialwissenschaften Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik

Nanomagnete sind heutzutage das grundlegende Bauelement für Informationsspeicher. Das ständige Bestreben diese Bausteine zu miniaturisieren verlangt nach neueren und effizienteren Methoden winzige magnetische Teilchen und Moleküle sicher und lokal zu kontrollieren. Am Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik wird dazu untersucht, wie sich das elektrische Feld auf die Spins der Nanomagnete auswirkt.

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Ultraschnelle Magnonen für Spintronik

2013 Zakeri Lori, Khalil; Zhang, Yu; Chuang, Tzu-Hung; Kirschner, Jürgen

Festkörperforschung Materialwissenschaften Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik

Magnonen sind Anregungen in einem magnetischen Festkörper, die sich wellenartig ausbreiten. Wie andere Wellen, können die Magnonen eventuell dazu genutzt werden, Informationen zu übertragen. Die Untersuchung von Wellenlänge, Frequenz und Lebensdauer von Magnonen in magnetischen Festkörpern, stellt ein wichtiges Forschungsgebiet dar. Am Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik werden dazu die Eigenschaften von Magnonen an ferromagnetischen Oberflächen, mithilfe der spinpolarisierten Elektronenspektroskopie, studiert.

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Thermoelektrische Eigenschaften von porösem Silizium

2012 De Boor, Johannes; Ao, Xianyu; Kim, Dong-Sik; Schmidt, Volker

Materialwissenschaften

Durch Nanostrukturierung erhält Silizium eine deutlich verringerte Wärmeleitfähigkeit. Potenziell ist damit eine Erhöhung der thermoelektrischen Effizienz des Materials denkbar, sodass es für die Umwandlung von Wärme in Strom genutzt werden könnte.  Es wurden deshalb Schichten aus porösem Silizium hergestellt und diese auf ihre thermoelektrischen Eigenschaften hin untersucht. Es zeigt sich, dass die Wärmeleitfähigkeit durch die Nanostrukturierung zwar deutlich verringert wird, aufgrund von konkurrierenden Effekten aber dennoch nur maßvolle Effizienzsteigerungen möglich sind.

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