Forschungszentrum Jülich – Forschen in Jülich 2_2013

16 Forschen in Jülich 2|2013 Die weltweit leistungsstärksten Elektronenmikroskope des Ernst Ruska-Centrums bilden sehr genau ab, wie sich die Atome in Materialien anordnen. Forscher um Prof. Rafal Dunin-Borkowski nutzen die Geräte künftig zusätzlich für andere Zwecke. Sie werden winzige magnetische Felder im Inneren von Nanopartikeln mit bislang unerreichter Deutlichkeit sichtbar machen. Davon wird unter anderem die Informationstechnologie profitieren. Nanomagneten auf der Spur D er berühmte englische Naturfor- scher Michael Faraday tat es 1831 als Erster – und Generatio- nen von Physiklehrern vollzogen es vor ihren Schülern nach: Faraday legte ein Papier über einen Magneten und schüt- tete Eisenspäne darauf. Diese ordneten sich wie von Geisterhand und bildeten ein linienförmiges Muster – die Existenz magnetischer Feldlinien war gezeigt. Prof. Rafal Dunin-Borkowski, Direktor am Ernst Ruska-Centrum (ER-C) und am Jülicher Peter Grünberg Institut, wan- Erkundet mit der Elektronenholografie den Magnetismus von Nanoteilchen: Prof. Rafal Dunin-Borkowski EINZIGARTIGE MÖGLICHKEITEN Dunin-Borkowski und andere Forscher haben das Bild mit einem Elektronenmi- kroskop aufgenommen. Dabei haben die Wissenschaftler eine besondere Spielart der Elektronenmikroskopie ver- wendet, die Elektronenholografie (siehe Grafik „So funktioniert die Elektronen- holografie“). „Obwohl diese Methode einzigartige Möglichkeiten eröffnet, die magnetischen Eigenschaften von Nano- materialien zu erkunden, wird sie nur von wenigen Forschergruppen weltweit eingesetzt“, sagt Dunin-Borkowski. Das erstaunt umso mehr, als der Magnetis- mus in Nanometer-Dimensionen ent- scheidend ist für die Funktion von Mate- rialien etwa in der Medizin, bei der Katalyse oder der Abwasserbehandlung. „Magnetische Felder in Materialien auf der Nanometer-Skala messen und verstehen zu können, ist aber vor allem für die Informationstechnologie der Zukunft wichtig“, ist Dunin-Borkowski überzeugt. So arbeiten derzeit viele For- scher an der sogenannten Spintronik. Sie wollen nicht mehr alleine die elektri- sche Ladung zur Informationsverarbei- tung nutzen, sondern auch den Eigen- delt in gewisser Hinsicht auf Faradays Spuren. Gerne präsentiert er Besuchern ein Bild, das dem von einem Stabmag- neten mitsamt Feldlinien-Muster sehr ähnlich ist. Tatsächlich zeigt es auch den Verlauf eines magnetischen Feldes. Doch der Clou ist: Das Feld geht nicht von einem Objekt aus, das mit bloßem Auge sichtbar ist, sondern von einem Eisenkristall in einem Kohlenstoff-Röhr- chen, dessen Durchmesser lediglich 180 millionstel Millimeter (Nanometer) beträgt.

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