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Prof. Dr. Joachim Wosnitza
Director
Dresden High Magnetic Field Laboratory
j.wosnitzaAthzdr.de
Phone: +49 351 260 - 3524

Dr. Thomas Herrmannsdörfer
Head of department
t.herrmannsdoerferAthzdr.de
Phone: +49 351 260 - 3320
Fax: 13320, 3531

Julia Blöcker
Secretary/ Administration
j.bloeckerAthzdr.de
Phone: +49 351 260 - 3527
Fax: +49 351 260 - 13527

News

Publication: Physical realization of a quantum spin liquid based on a complex frustration mechanism

C. Balz et al., Nature Physics 12, 942 (2016)


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EMFL News 3/2016

Forschung an neuen Materialien

Zahlreiche ForschungsthemenExperimentiermethoden in hohen gepulsten Magnetfeldern am HLD: Magnetostriktion

Neben der Unterstützung externer Nutzer existiert am HLD ein fokussiertes eigenes Forschungsprogramm. Gemeinsam mit anderen Forschergruppen im HZDR konzentrieren sich die Aktivitäten vor allem auf die Untersuchung neuartiger stark korrelierter Elektronensysteme, aktueller anorganischer und organischer Magnete und Supraleiter, sowie dotierter Halbleiter-Nanostrukturen. Insbesondere interessieren dabei Materialien, die zugleich mehrere dieser Eigenschaften vereinen und daher wissenschaftlich und technologisch besonders interessant sind. Auf folgenden Gebieten erfolgt zurzeit eine international anerkannte Eigenforschung:

  • die Aufklärung der elektronischen Struktur neuer Materialien, insbesondere mittels der Messung magnetischer Quantenoszillationen
  • Untersuchungen zu den Eigenschaften magnetischer und supraleitender Materialien
  • Entdeckung von Phasenübergängen in hohen Magnetfeldern und Aufklärung der feldinduzierten Phasen
  • Resonanzexperimente in bisher nicht zugänglichen Feldbereichen mit hohen Laserintensitäten unter Verwendung der Freie-Elektronen-Laser von ELBE
  • Ausbau des HLD zu einem weltweit führenden Labor im Bereich hoher gepulster Magnetfelder
  • Entwicklung neuer Messmethoden für hohe Magnetfelder

Phänomen Supraleitung

Thermometer zur Supraleitung
Supraleitende Substanzen und ihre Übergangstemperaturen
Grafik: Marc Uhlarz/HZDR
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Supraleiter sind Stoffe, die elektrischen Strom verlustfrei leiten können, also ihren elektrischen Widerstand verlieren, wenn sie stark abgekühlt werden. Als so genannte "kritische" Temperaturen gelten Werte zwischen -273 und -150 °C. Ein grundlegender Forschungsschwerpunkt des HLD ist die Supraleitung. Hier finden Sie einen kurzen, unterhaltsamen Film zum Thema Supraleitung.

Ein HLD-Forschungsergebnis stellt die Entdeckung des gleichzeitigen Auftretens von Ferromagnetismus und Supraleitung dar. Die Wissenschaftler des HLD untersuchten dafür mit Hilfe von Kollegen der TU Dresden nanoskaliges Bi3Ni. Dieser, unter Normalbedingungen nicht magnetische Stoff, wurde während der Experimente unter sehr niedrigen Temperaturen und in hohen Magnetfeldern supraleitend und ferromagnetisch zugleich.

Ein weiteres Beispiel für die Forschung an neuartigen Supraleitern sind die jüngst entdeckten Eisenpniktid-Hochtemperatursupraleiter. Neben der Kenntnis der elektronischen Bandstruktur mit Quantenoszillationsmessungen ist auch die genaue Bestimmung der supraleitenden Phasengrenzlinie als Funktion des Feldes von Interesse. Das kritische Magnetfeld dieser Supraleiter kann bei tiefen Temperaturen oft nur mit Hilfe von gepulsten Magnetfeldern komplett bestimmt werden. Anders als bei vielen Kuprat-Hochtemperatursupraleitern kann das gesamt Feld-Temperatur-Phasendiagramm der Eisenpniktid-Systeme erschlossen werden. Untersuchungen an diesen Materialien können daher stärker als bisher möglich dazu beitragen, ein besseres Verständnis über die Natur der kollektiven Cooper-Paarbildung bei hohen Temperaturen zu erhalten. In Zusammenarbeit mit verschiedenen externen Nutzergruppen konnten hier die ersten Resultate erzielt werden.


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