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Dr. Maciej Misiorny als Humboldt-Stipendiat am PGI-2/IAS-3

2. Oktober 2012

 

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Von Oktober an wird der Physiker Dr. Maciej Misiorny im Rahmen eines Alexander-von-Humboldt-Stipendiums zwei Jahre lang am Peter Grünberg Institut arbeiten. Er wird in der Gruppe von Prof. Maarten Wegewijs am Institut für theoretische Nanoelektronik (PGI-2/IAS-3) ein neues Thema erforschen, den elektronischen Transport von Spinkorrelationen. Dies soll das Verständnis und die Entwicklung von Bauteilen aus nur wenigen Atomen für die so genannte Spinelektronik, kurz Spintronik, voranbringen. Im Gegensatz zur herkömmlichen Elektronik, die auf der Ladung von Elektronen beruht, nutzen spintronische Bauelemente den quantenmechanischen Spin des Elektrons, um Information zu speichern und zu verarbeiten. Wie die elektrische Ladung können auch Spins „fließen“ und einen „Spinstrom“ bilden.

Die Spintronik hat zum großen Erfolg der Informationstechnologie beigetragen, insbesondere im Bereich der Datenspeicherung von Festplatten. Auf der Suche nach immer kleineren und effizienteren spintronischen Bauelementen sind die experimentellen Forscher nunmehr bis zu einzelnen magnetischen Molekülen und Atomen vorgedrungen. Potentielle technologische Anwendungen hierfür liegen im Bereich der Informationsspeicherung und -verarbeitung. Eine Komplikation könnte aber der weiteren Entwicklung im Weg stehen: Solche Nanosysteme speichern nicht nur Ladung und Spininformation, sondern auch vielfältige Spinkorrelationen, zum Beispiel durch magnetische Anisotropie. Um solche atomaren spintronischen Systeme zu nutzen, sind deshalb völlig neue Konzepte nötig. So hat beispielsweise eine von Maciej Misiorny am Peter Grünberg Institut angefertigte Vorarbeit gezeigt, dass man mit Hilfe von Spinkorrelationen Spinströme verstärken kann. Dies ist erstaunlicherweise mit Hilfe eines Systems möglich, dessen Spin im Mittel verschwindet.

Dr. Misiorny wird theoretisch untersuchen, wie Spinkorrelationen in nanoskopischen spintronischen Bauelementen experimentell am besten nachgewiesen und unter Kontrolle gebracht werden können. Ein zentrales und neues Konzept ist dabei, dass Spinkorrelationen auch „fließen“ können, genau wie der Spin und die Ladung in bereits existierenden spintronischen Schaltungen. Um das Verhalten des Spins in nanoskopischen Systemen zu verstehen, müssen zum Beispiel völlig neuartige magnetische Anisotropie-Ströme untersucht werden, die vorerst nichts mit den oben genannten Spinströmen zu tun haben. Dies könnteweiterhin neue Wege zur Erzeugung von quantenmechanischer Verschränkung liefern, welche von wesentlicher Bedeutung für die Quanteninformationstechnologie ist.

Maciej Misiorny hat an der Adam Mickiewicz-Universität in Poznan in Polen promoviert. Für die Doktorarbeit „Charge and spin transport through magnetic molecules“ wurde er 2011 mit dem „Prime Minister of Poland Award“ ausgezeichnet. Seit September 2011 war er als Post-Doktorand am Peter Grünberg Institut tätig.


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