Forscher entdecken Konkurrenz zum "Wundermaterial" Graphen

13. Oktober 2011, 19:11
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Aus Strontium, Mangan und Wismut bestehendes Material verhält sich physikalisch ähnlich

Das oft als "Wundermaterial" gepriesene Graphen ist nicht erst seit dem Physik-Nobelpreis 2010 als Werkstoff für zahlreiche Anwendungen in aller Munde. Wie eine aktuelle Forschungsarbeit zeigt, ist Graphen aber nicht gänzlich ohne Konkurrenz. Der deutsche Wissenschafter Frederik Wolff-Fabris hat nun gemeinsam mit Kollegen aus Korea ein Material entwickelt und untersucht, das ähnliche physikalische Eigenschaften aufweist.

Strukturell ähnelt es zudem der Klasse der Eisen-Pniktide, also Hochtemperatur-Supraleitern, und zukunftsträchtig ist es allemal: Aufgrund der Lage der einzelnen Bestandteile im Periodensystem der Elemente lässt sich ein Teil der Atome einfach durch Fremdatome ersetzen. Heraus kommen neue Materialien, die supraleitend, magnetisch oder Topologische Isolatoren sein können.

Strontium, Mangan und Wismut

Jun Sung Kim aus Südkorea kam Anfang dieses Jahres als Nutzer an das Hochfeld-Magnetlabor am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), um einige Materialproben in hohen Magnetfeldern zu untersuchen. Erstmalig beschäftigten sich die zwei Forscher mit dem Metall SrMnBi2 und stellten Erstaunliches fest: Das aus den drei Elementen Strontium, Mangan und Wismut bestehende Material verhält sich physikalisch ähnlich wie Graphen.

Aufgrund seiner Zusammensetzung und der Position seiner Elemente im Periodensystem der Elemente ermöglicht SrMnBi2 eine einfache und unkomplizierte Dotierung mit Fremdatomen. Das Einbringen von Fremdatomen geringer Menge verändert die physikalischen Eigenschaften eines Materials. Möglicherweise lässt sich so ein neuer Magnet oder Supraleiter herstellen. Noch in diesem Jahr wird Jun Sung Kim nach Dresden zurückkehren, um gemeinsam mit Wolff-Fabris weitere Untersuchungen an SrMnBi2 durchzuführen. (red)

  • Die Kristallstruktur des Materials SrMnBi2 (grün: Wismut, blau: Strontium, rot: Mangan).
    foto: hzdr

    Die Kristallstruktur des Materials SrMnBi2 (grün: Wismut, blau: Strontium, rot: Mangan).

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