Nur ein Atom dick: Dünnster Magnet aller Zeiten entwickelt

Forscher*innen des Berkeley Lab und der UC Berkeley haben einen ein Atom dicken 2D-Magneten entwickelt, der erstmals auch bei Raumtemperatur chemisch stabil, also magnetisch bleibt. Damit öffnen sich zahlreiche Türen für gänzlich neue Anwendungen. Das Material besteht aus Kobalt-dotiertem Zinkoxid,.

Bislang haben derartige 2D-Magnete nur bei extrem kalten Temperaturen funktioniert. Dadurch war ihre Anwendung begrenzt. Laut dem Forscher Rui Chen von der UC Berkeley macht der neue Magnet aber nicht nur einen Raumtemperatur-Betrieb möglich, auch konnte gezeigt werden, wie sich derartige 2D-Magnete herstellen lassen.

Material bleibt bis zu 100 Grad Celsius magnetisch

Um zu testen, wie stabil der Magnet bei Raumtemperatur ist, haben die Wissenschaftler*innen unter anderem die elektronischen Merkmale des Materials sowie seine magnetischen Parameter untersucht. Zum Einsatz kam etwa das Röntgensynchroton am SLAC National Accelerator Laboratory. Das Ergebnis: das Material bleibt bei bis zu 100 Grad Celsius magnetisch.

Hinter dieser beispiellosen Funktionsfähigkeit vermuten die Forscher*innen eine Wechselwirkung der Kobaltatome und dem Zinkoxid. Demnach würden die Atome das Verhalten der freien Elektronen des Zinkoxids ändern und magnetisch machen.

Einsatz in der Quantenphysik denkbar

Besonders interessant wäre ein Einsatz in der Quantenphysik. Den Forscher*innen nach würde der Magnet jedes einzelne Atom für Untersuchungen zugänglich machen. Damit könnte sich erforschen lassen, welchen Einfluss die Quantenphysik auf magnetische Atome und ihre Wechselwirkungen hat. Neben neuen wissenschaftliche Instrumenten in diesem Bereich könnte der Magnet auch für neue Elektronik- und Computer-Anwendungen, unter anderem für ultrakompakte spintronische Next-Gen-Speichergeräte Anwendung finden. 

Die Studie wurde im Journal Nature Communications veröffentlicht.