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27.04.2011

Magnete aus einzelnen Ionen

Zum ersten Mal haben Wissenschaftler mit Hilfe von Neutronen die magnetischen Wechselwirkungen zwischen einzelnen Kobalt-Ionen gemessen. Die Ergebnisse publizierten sie in der internationalen Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“.

Kobalt-Ionen Kobalt-Ionen Molekulare Strukturen der Kobalt-Ionen.

Molekulare Strukturen der Kobalt-Ionen.

Die Neutronenmessungen an den Kobalt-Ionen führten die Wissenschaftler der Universität Manchester, Großbritannien, am Flugzeitspektrometer TOFTOF des FRM II durch. Das TOFTOF ermöglichte die Messung dieser winzigen Kräfte zwischen den Ionen aufgrund seiner einmaligen Kombination aus hoher Auflösung und großem Neutronenfluss. Der Effekt konnte bei einer Temperatur von 0,7 K beobachtet werden, was dank der flüssigkeitsfreien Helium-3-Kühlung der FRM II-Probenumgebung möglich wurde. Den Experimenten gingen Berechnungen von Wissenschaftlern der Universität Leuven, Belgien, voraus.

Kobalt-Ionen sind für Einzelmolekül-Magnete im Gespräch, die die Datenspeicherung in Computern revolutionieren könnten. Mit einem Bit auf einem Molekül ließe sich die Information beliebig dicht packen.

TOFTOF TOFTOF Mit dem Instrument TOFTOF wurden am FRM II die hochauflösenden Messungen durchgeführt.

Mit dem Instrument TOFTOF wurden am FRM II die hochauflösenden Messungen durchgeführt.

Neutronenspektren am TOFTOF Neutronenspektren am TOFTOF Die Neutronenspektren, die mit Hilfe des TOFTOF aufgenommen wurden bei einer Wellenlänge von 6 Angström (oben) und 8 Anström (unten).

Die Neutronenspektren, die mit Hilfe des TOFTOF aufgenommen wurden bei einer Wellenlänge von 6 Angström (oben) und 8 Anström (unten).

Originalpublikation:

A Spectroscopic Investigation of Magnetic Exchange Between Highly Anisotropic Spin Centers

Dr. Angelika B. Boeer, Dr. Anne-Laure Barra, Prof. Liviu F. Chibotaru, Prof. David Collison, Prof. Eric J. L. McInnes, Dr. Richard A. Mole, Dr. Giovanna G. Simeoni, Dr. Grigore A. Timco, Dr. Liviu Ungur, Dr. Tobias Unruh, Prof. Richard E. P. Winpenny

Angewandte Chemie,
International Edition,
Online-Publikation am 29. März 2011,
DOI: 10.1002/anie.201100306

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