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HZDR entdeckt 1_2012

TITEL// Das Forschungsmagazin aus dem HZDR WWW.Hzdr.DE 20 21 Schülerlabore wollen aktuelle Spitzenforschung für Schü- lerinnen und Schüler erlebbar und begreifbar machen. Wie das gehen kann, zeigt der Einsatz eines Kerr-Mikroskops im Schülerlabor DeltaX. Kerr-Mikroskope werden in der Forschung eingesetzt, wenn es um Magnetismus auf ganz kleiner Skala geht. Magnetische Materialien und kleinste magnetische Strukturen werden auf ihre magnetischen Eigenschaften, wie beispielsweise ihr Verhalten bei Änderung des angelegten magnetischen Felds, untersucht. Hintergrund ist das große Ziel, die Strukturen für Datenspeicher noch kleiner und effizienter zu machen. Aber was ist das eigentlich – Magnetismus? Woran kann man ihn erkennen? Wie kommt er zustande? Grundlage ist die Vorstellung, dass alle Materialien aus Elementarmagneten auf- gebaut sind – das sind die magnetischen Momente der Elek- tronen, die sich um die Atomkerne bewegen. In der Art und Weise, wie diese Elementarmagnete angeordnet sind und sich gegenseitig beeinflussen, liegt der Schlüssel zum Verständnis von Magnetismus. Bereiche, in denen die Elementarmagnete gleich ausgerichtet sind, nennt man magnetische Domänen (oder Weiß´sche Bezirke). Das Kerr-Mikroskop macht sich die unterschiedliche Aus- richtung der Elementarmagnete zunutze. Schickt man linear polarisiertes Licht – also Licht, das in einer Ebene konstant schwingt – auf eine magnetische Oberfläche, so wird die Pola- risationsebene des Lichtes je nach magnetischer Ausrichtung der Domänen in einem speziellen Winkel (Kerr-Winkel) gedreht. Diesen Effekt nennt man magnetooptischen Kerr-Effekt. Misst man nun den Kerr-Winkel des reflektierten Lichts, werden die magnetischen Domänen für das menschliche Auge sichtbar. Im Schülerlabor des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf können die Schülerinnen und Schüler mit dem Kerr-Mikros- kop dann selbst magnetische Materialien untersuchen, die Domänenbildung anschauen und anhand eines Magnetfeldes beeinflussen. Den Aufbau des Kerr-Mikroskops hat das Schülerlabor DeltaX zusammen mit dem Institut für Ionenstrahlphysik und Mate- rialforschung sowie der Zentralabteilung Forschungstechnik realisiert, finanziert wurde es aus dem Impuls- und Vernet- zungsfonds der Helmholtz-Gemeinschaft. Das Experimentier- design für die Arbeit mit Schülern am Kerr-Mikroskop wurde von einer Lehramtsstudentin der Technischen Universität Dresden im Rahmen ihrer Bachelorarbeit entworfen. Hochka- rätige Forschung mit Schülern erleben – das geht, denn man kann Magnetismus sichtbar machen. _TEXT . Maria Hörhold Kann man Magnetismus sichtbar machen? finanzierte die Europäische Union mit einem internationa- len Marie-Curie-Stipendium, das zwingend eine bestimmte „Rückkehr-Phase“ vorsieht. Also verbrachte Deac ein Jahr am Forschungszentrum Jülich. Anschließend wechselte sie als Wissenschaftliche Assisten- tin an die Föderale Polytechnische Hochschule in Lausanne (EPFL), wo sie als Ambizione Fellow des Schweizerischen Nationalfonds eine kleine Gruppe leitete, die sich aus dem irischen Postdoktoranden Ciaran Fowley, ihr selbst und einem italienischen Doktoranden zusammensetze. Schließlich entschied sie sich, ab Oktober 2011 die Position als Leiterin der Nachwuchsgruppe „Spintronik“ im HZDR zu übernehmen. Aus Jülich hat sie Volker Sluka nach Dresden ge- holt, aus Lausanne Ciaran Fowley. Eine deutsche Doktorandin, ein chinesischer Gastwissenschaftler, der zwischen seiner Post Doc-Zeit in Japan und einer Assistenzprofessur in den USA sechs Monate im HZDR verbringt, sowie zwei chinesische Sommerstudenten vervollständigen die international besetzte Nachwuchsgruppe, von der noch viel zu erwarten sein wird. Publikation: A. M. Deac u.a.: “Bias-driven high-power microwave emission from MgO-based tunnel magnetoresistance devices”, in Na- ture Physics, Bd. 4 (2008), S. 803 (DOI: 10.1038/nphys1036) KONTAKT _ Nachwuchsgruppe Spintronik im HZDR Dr. Alina Maria Deac a.deac@hzdr.de

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