Aus der Forschung
Christian Stamm an der BESSY II-Beamline zum Femtoslicing. Foto: Helmholtz Zentrum Berlin
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Erst die Bahn und dann der Spin
Ein HZB-Team hat am Synchrotronring BESSY II ein weltweit einzigartiges Experiment aufgebaut und zusammen mit Kollegen aus Strasbourg gezeigt, wie schnell der Magnetismus eines Materials beeinflusst werden kann. Dafür belichteten sie die Elektronen, die sich im Speicherring mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewegen, mit ultrakurzen Laserpulsen und erzeugten so ultrakurze Röntgenblitze, um die magnetische Probe zu untersuchen.
Wie unter Stroboskoplicht beobachteten die Wissenschaftler dann, was mit den magnetischen Momenten in der Probe nach Anregung durch einen fokussierten Laserblitz passiert. Die Energie veränderte zuerst die Bewegung der Elektronen auf ihrer Bahn um den Atomkern, das Umklappen des Elektronenspins – also des magnetischen Moments – dagegen brauchte etwas mehr Zeit. Das heißt: „Will man den Elektronenspin ändern, muss zuerst die Orbitalbewegung der Elektronen zerstört werden. Erst dann dreht sich der Spin“, erklärt Christian Stamm vom HZB.
Diese Einsicht könnte die Entwicklung der Spintronik beschleunigen, in der analog zur Halbleiterelektronik neue Computerbauelemente auf der Basis von „Spin up“ und „Spin down“ entwickelt werden sollen.
