Magnete, Hableiter, Leiter: Verschiedene Elemente glänzen mit verschiedenen Eigenschaften. Amerikanische Physiker versuchen nun, in so genannten Metamaterialien scheinbar Widersprüchliches zu vereinen. In einer hoch geordneten, dreidimensionalen Nanostruktur schafften sie es, magnetische und halbleitende Partikel zu kombinieren und schafften damit die Grundlage für eine neue Werkstoffklasse magneto-optischer Stoffe für Datenspeicherung und -verarbeitung. Ihre Ergebnisse präsentieren sie in der Fachzeitschrift Nature (Vol. 423, S. 968).
“Uns begeistert am meisten, dass mit dieser modularen Methode nahezu alle Materialien miteinander verknüpft werden können”, sagt Christopher Murray, Nanoforscher bei
IBM Research in Yorktown Heights. Zusammen mit Kollegen von der
Columbia University und der University of New Orleans ließen sie sechs millionstel Millimeter kleine, halbleitende Bleiselenid-Partikel mit nur elf Nanometer großen, magnetischen Eisenoxid-Teilchen in einer Kristallstruktur zusammenwachsen.
Dabei bringt Bleiselenid seine spezifischen optischen Eigenschaften mit ein, die bereits in Infrarotsensoren Anwendung finden. Eisenoxid dagegen dient als hauchdünne Schicht zur magnetischen Speicherung auf Datenbändern. Die Kombination dieser beiden Verbindungen könnte wichtige magneto-optische Eigenschaften offenbaren, die sowohl für zukünftige Datenspeicher als auch für Elemente von Quantencomputern genutzt werden könnten.
Bald, so hoffen die Forscher, könnten die physikalischen Eigenschaften dieser Metamaterialen noch besser nach Wunsch zugeschneidert werden, da sich die Eigenschaften der einzelnen Bausteine sehr gut kontrollieren lassen. Die nahezu perfekten, dreidimensionalen Kristalle könnten so an die Anforderungen vieler Anwendungen direkt angepasst werden. “Diese Ergebnisse zeigen einen Weg auf, wie Nanotechnologie eine kommende industrielle Revolution einleiten könnte?, beurteilt auch Nanopexperte Mihail Roco von der National Science Foundation in den USA diese Resultate.
Jan Oliver Löfken
