Materialwissenschaft mit 70 Tesla

11.08.2006

Das erste wissenschaftliche Experiment mit 70 Tesla im Hochfeld-Magnetlabor Dresden des Forschungszentrums Rossendorf beweist nachdrücklich, dass die Materialeigenschaften eines Metalls durch das Anlegen eines hohen Magnetfeldes verändert werden können. Dies gilt für die Verbindung CeBiPt, einem so genannten Halbmetall aus Cer, Wismut und Platin.

Der Dresdner Materialforschung stehen erst seit wenigen Tagen Magnetfelder in einer Stärke von 70 Tesla zur Verfügung. Weltweit gibt es überhaupt nur wenige Labors, in denen wiederholbare Experimente mit Magnetpulsen in dieser Stärke gemacht werden können. Die Messung des exotischen Halbmetalls CeBiPt fand am 4. August 2006 im Forschungszentrum Rossendorf (FZR) statt. Sie untermauert ein Ergebnis, das mit 50 Tesla erreicht wurde. Die elektronischen Eigenschaften des Metalls änderten sich in dem hohen Magnetfeld. Bislang galten Metalle doch als robust und stabil gegenüber äußeren Einflüssen wie Temperatur und Magnetfeld.

Die Eigenschaft eines Metalls wird u. a. durch frei bewegliche Elektronen bestimmt. Diese Elektronen liegen in einer für jedes Metall bestimmten Dichte vor. Die Ladungsträgerdichte ändert sich üblicherweise bei hohen Magnetfeldern nicht. Prof. Joachim Wosnitza von Hochfeld-Magnetlabor Dresden des FZR untersuchte gemeinsam mit experimentell und theoretisch arbeitenden Gruppen des IFW, des Max-Planck-Instituts für Chemische Physik fester Stoffe sowie der Universitäten Karlsruhe, Braunschweig und Hiroshima, Japan, die Halbmetalle CeBiPt und LaBiPt. Die Physiker stellten erstmalig fest, dass sich bei 50 Tesla die elektronischen Eigenschaften ändern. Diesen Befund belegen die aktuellen drastischen Änderungen, die in der Messung bei 70 Tesla beobachtet wurden.

Originalveröffentlichung: J. Wosnitza, G. Goll, A. D. Bianchi, B. Bergk, N. Kozlova, I. Opahle, S. Elgazzar, Manu-el Richter, O. Stockert, H. v. Löhneysen, T. Yoshino, T. Takabatake; "Magnetic-field- and temperature-dependent Fermi surface of CeBiPt"; New Journal of Physics 2006.

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