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entdeckt_02_2014 - Elektronen auf neuem Niveau

entdeckt 02.14 TITEL WWW.HZDR.DE // Der Physiker Stephan Winnerl hat ein scheinbar paradoxes Phänomen im Material Graphen entdeckt. Wenn ein Magnetfeld auf den „Wunderstoff“ wirkt, verschwinden Elektronen genau aus dem Energie- Niveau, das eigentlich stets mit neuen angeregten Teilchen versorgt wird. _TEXT . Christian Döring ELEKTRONEN AUF NEUEM NIVEAU FEINARBEIT: Physiker Wolfgang Seidel überprüft die optische Strahlführung in der Spiegelkammer des Freie-Elektronen-Lasers. Foto: Frank Bierstedt „Jede hinreichend fortschrittliche Technologie ist von Magie nicht zu unterscheiden.“ So lautet ein berühmter Satz des britischen Science Fiction-Autors und Physikers Arthur C. Clarke. Auf kaum ein anderes Material trifft das Clarkesche Gesetz so gut zu wie auf Graphen: Es ist reißfester als Stahl und leitet Strom und Wärme besser als Kupfer. Als zweidimen- sionale Schicht, die nur aus einer Lage Kohlenstoff-Atomen besteht, ist es aber zugleich auch flexibel, fast durchsichtig und rund eine Million Mal dünner als ein Blatt Papier. Herge- stellt werden kann es mit Klebestreifen und sogar mit einem Küchenmixer. Immer für eine Überraschung gut und einfach zu produzieren – so rückte das Material schnell in den Fokus intensiver For- schung. Schon kurz nach seiner Entdeckung vor zehn Jahren erkannten Wissenschaftler, dass sich die Energiezustände von Graphen im Magnetfeld – die sogenannten Landau-Niveaus – deutlich anders verhalten als beispielsweise in Halbleitern. Stephan Winnerl führt schon seit längerer Zeit optische Experimente mit Graphen und vergleichbaren Materialien durch, doch erst jetzt konnte er das sonderbare Verhalten der Teilchen klären, die für die physikalischen Eigenschaften von Graphen verantwortlich sind.

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