Magnetische Heteroschichten und Formgedächtnistechnik

SFBs 491 und 459 gehen in die zweite Förderperiode

Zwei Sonderforschungsbereiche der RUB geben ab Januar 2003 nach hervorragender Begutachtung in die zweite Förderperiode - trotz abzusehender Nullrunde bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG): Der SFB 491 "Magnetische Heteroschichten (Sprecher: Prof. Dr. Hartmut Zabel, Bochum, stellv. Sprecher Prof. Dr. Werner Keune, Duisburg) und der SFB 459 "Formgedächtnistechnik" (Sprecher: Prof. Dr. Gunther Eggeler). Der Gesamtumfang der Förderung beträgt 9,6 Millionen Euro für drei Jahre.
In Zukunft wird sich die Elektronik neben der Ladung auch den Eigendrehimpuls (Spin) zu nutze machen, den jedes Elektron grundsätzlich trägt und daher magnetisch ist. In der herkömmlichen Halbleiterelektronik kann man den Spin noch nicht zur Steuerung verwenden, da gleich viele Elektronen jeder Spinrichtung vorkommen. Erst wenn es gelingt, dieses Gleichgewicht aufzuheben, wird ein Spin-Transport und somit ein sogenannter "Spin-Transistor" möglich. Die Physiker des SFB 491 injizieren dazu einen Überschuss von Spins einer Richtung in den Halbleiter. Der SFB widmet sich der Herstellung von maßgeschneiderten Materialien, die die Injektion von Elektronenspins erlauben. Solche Schichten könnten besonders bei der Datenspeicherung, der Magnetfeldsensorik und bei der Steuerung von Datenträgern eingesetzt werden. Aber auch optische und supraleitende Eigenschaften werden durch die Injektion von Spins beeinflusst. Daher wird in dem SFB auch die Möglichkeit eines neuartigen, durch Spininjektion polarisierten Lasers untersucht.
Die Maschinenbauer um Prof. Eggeler widmen sich der Materialwissenschaft: Seit langer Zeit schon sind RUB-Wissenschaftler auf dem Gebiet der Formgedächtnislegierungen (FGL) tätig: Verformt man beispielsweise eine Büroklammer bei Raumtemperatur, "erinnert" sie sich bei Temperaturübergängen wieder an ihre ursprüngliche Form. Spezielle Legierungen aus Nickel-Titan erweisen dabei das beste "Gedächtnis". Ihre gute Biokompatibilität macht sie insbesondere für die Medizintechnik wertvoll. Ihre Herstellbarkeit und Verarbeitbarkeit lassen allerdings noch zu wünschen übrig: Hier sind die neuen Methoden der modernen Werkstofftechnik (z.B. Pulvermetallurgie) gefordert. Die Forscher wollen Wege zum Verständnis und damit zur Verbesserung von FG-Eigenschaften durch thermomechanische Vorbehandlung aufzeigen, sie wollen untersuchen, warum und z.B. wie schnell FG-Effekte ermüden, und Möglichkeiten aufdecken, wie die Legierungen wirtschaftlich hergestellt werden können. An diesem SFB sind auch Bochumer Chemiker, Physiker und Mineralogen beteiligt.