Onderzoekers laten zien hoe je niet-magnetische materialen magnetisch kunt maken

Een complex proces kan niet-magnetische oxidematerialen zodanig modificeren dat ze magnetisch worden. De basis voor dit nieuwe fenomeen is een gecontroleerde laag-voor-laag groei van elk materiaal. Een internationaal onderzoeksteam met onderzoekers van Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) rapporteerde over hun onverwachte bevindingen in het tijdschrift Nature Communications.

In de vaste-stoffysica is bekend dat oxidelagen van slechts enkele nanometers dik een zogenaamd tweedimensionaal elektronengas vormen. Deze van elkaar gescheiden dunne lagen zijn transparante en elektrisch isolerende materialen. Wanneer echter de ene dunne laag op de andere groeit, vormt zich onder bepaalde omstandigheden een geleidend gebied op het grensvlak met een metaalachtige glans. “Normaal gesproken blijft dit systeem niet-magnetisch”, zegt professor Ingrid Mertig van het Institute of Physics aan MLU. Het onderzoeksteam is erin geslaagd de omstandigheden tijdens de laaggroei te beheersen, zodat vacatures ontstaan ​​in de atomaire lagen nabij het grensvlak. Deze worden later opgevuld door andere atomen uit aangrenzende atomaire lagen.

De theoretische berekeningen en verklaringen voor dit nieuw ontdekte fenomeen zijn gemaakt door het team van natuurkundigen van Ingrid Mertig. De methode werd vervolgens experimenteel getest door verschillende onderzoeksgroepen in heel Europa, waaronder een groep onder leiding van professor Kathrin Dörr van MLU. Ze waren in staat om het magnetisme in de materialen te bewijzen. “Deze combinatie van computersimulaties en experimenten stelde ons in staat het complexe mechanisme te ontcijferen dat verantwoordelijk is voor de ontwikkeling van magnetisme”, legt Mertig uit.