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Bayerische Akademie der Wissenschaften Walther-Meissner-Institut

Bayerische Akademie der Wissenschaften Walther-Meissner-Institut. Geschichte. 1946 Gründung der Kommission für Tieftemperaturphysik der Bayerischen Akademie der Wissenschaften durch Prof. Dr. Walther Meissner. Dienstleistung. Helium-Verflüssigung. Anlage der Fa. Sulzer (1982)

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Presentation Transcript

  1. Bayerische Akademie der Wissenschaften Walther-Meissner-Institut

  2. Geschichte 1946 Gründung der Kommission für Tieftemperaturphysik der Bayerischen Akademie der Wissenschaften durchProf. Dr. Walther Meissner

  3. Dienstleistung Helium-Verflüssigung Anlage der Fa. Sulzer (1982) Verflüssigungsleistung:30 l/h Hefl Produktion: ca. 150.000 l/Jahr Etwa 20 Abnehmer aus den Hochschulen in München und Umgebung und einigen Max-Planck-Instituten

  4. Angewandte Tieftemperaturphysik Konstruktion von Kühlern für Forschungs-anwendungen nahe dem absoluten Nullpunkt (3He/4He-Mischkühler, T < 10 mK) Millikelvin aus der Steckdose! Vorkühlung mit Kleinkühler mit geschlos-senem Gaskreislauf Die Anlage ist universell einsetzbar, bedienungsfreundlich und zuverlässig

  5. Tiefe und ultratiefe Temperaturen • "Bayerische Millimühle 2" • Erreichbare Temperatur bis zu 30 MikroKelvin. • Eingesetzt zur Bestimmung der schwächsten bekannten Ordnungskräfte: • Wechselwirkungen der magnetischen Momente von Atomkernen (Verständnis von Magnetismus) • Paarbildungsmechanismus in supraleitenden und superfluiden Systemen • Untersuchtwerden: Unkonventionelle Supraleitung in Schwere- Fermion-Systemen, Superfluidität von 3He, und Kernmagnetismus von festem 3He

  6. Druckzelle zum Studium von Kernmagnetischer Resonanz (NMR) an festem 3He bei µK Temperaturen. Tiefe und ultratiefe Temperaturen Projekt:Kernmagnetismus von festem 3He Neutronenstreuung bei Mikrokelvin-Temperaturen soll Aufschluss geben über die magnetischen Austauschkräfte in dem "einfachsten Heisenberg Magneten der Welt". • Kooperation mit: • Hahn-Meitner-Institut, Berlin • CNRS Grenoble • Universitäten Paris, Saclay, London, Liverpool • gefördert von der Europäischen Union mit 1.1 Mio Euro.

  7. Kristallzüchtung Einkristalle des Hochtemperatursupra-leiters Yttrium-Barium-Kuprat, gezogen in einem Bariumzirkonat-Tiegel Die Kristalle sind nicht durch Komponenten der Tiegelmaterialien kontaminiert. Derzeit auch Einkristallzucht von Manganaten und anderen Kristallen mit magnetischen Eigenschaften wie dem Bariumkuprat

  8. Dünnschichttechnologien UHV-Laserablationssystem

  9. Nanostrukturierung mittels Elektronenstrahllithographie Rasterelektronenmikroskop Philips XL30 SFEG + Lithographieeinheit Raith ELPHY plus

  10. Kristallstruktur Charakteristisch ist für alle bekannten Vertreter die Schichtstruktur; wesentliches Element sind die Cu-O-Ebenen; Ein typischer Vertreter ist im Bild dargestellt. Ramanspektroskopie Inelastische Streuung von Lichtquanten an Materie Vergleich der Spektren im normal- und supraleitenden Zustand gibt Informationen über elektronische Anregungen im Supraleiter. Tunnelspektroskopie Untersuchung der Eigenschaften neuartiger Supraleiter mit unkonventioneller Symmetrie des Ordnungsparameters G. Binnig and H. Rohrer, Rev. Mod. Phys. 71, S324 (1999) Hochtemperatur-Supraleiter

  11. Organische Metalle Kristallstruktur eines spezifischen Vertreters Leitende Schicht besteht ausschließlich aus dem organischen Molekül Anorganisches Gegenion

  12. Organische Metalle Präparation durch Elektrokristallisation aus organischen Lösungsmitteln Raumtemperaturwiderstand 1000 mal höher als für normale Metalle Richtungsabhängigkeit der Eigenschaften Manche Verbindungen werden supraleitend Neuartige elektronische Instabilitäten (Ladungsdichte- und Spindichtewellen); verschiedene elektronische Instabilitäten in Konkurrenz zueinander je nach Temperatur, Druck und Magnetfeld Hochaufgelöste Messungen des elektrischen Widerstandes und des magnetischen Drehmoments von Raumtemperatur bis 30 mK in Magnetfeldern bis zu 17 T im WMI und bis zu 30 T in Grenoble

  13. Materialien mit kolossalem Magnetwiderstand SrTiO3 La2/3Ba1/3MnO3 Mn Ba, La O Hochauflösende Elektronen-mikroskopie an einem dotierten Manganatfilm für eine Spinelektronik Strukturmodell des Manganates Oktaeder: Koordination um Mn Dodekaeder: Koordination um La,Ba

  14. Materialien mit kolossalem Magnetwiderstand Festplatte Lesekopf Mit dotierten Manganaten ist es möglich, sogenannte Tunnelma-gnetowiderstandselemente (TMR) zu bauen. Solche TMR-Elemente könnten zum Beispiel in den Computerfestplatten der nächsten Generation zum Einsatz kommen.

  15. Wie klein ist ein Nanometer?

  16. Mesoskopische metallische Systeme Gold 20 nm Gold Gold Niob 20 nm Metallische Nanodrähte • Universelle Leitwertfluktuationen • Schrotrauschen • 1/f-Rauschen • Nichtgleichgewichtseffekte Supraleiter-Normalleiter Heterostrukturen • Einfluß von Andreev-Reflektionen auf: • Universelle Leitwertfluktuationen • Rauschen

  17. HTS-Josephson-Kontakte mit Nanometerabmessungen 10 mm STO Substrat YBCO 130 nm • Transporteigenschaften von extrem dünnen und extrem schmalen Josephson-Kontakten • 1/f-Rauschen: Spekroskopie an einzelnen Fluktuatoren

  18. Das Walther-Meissner-Institut bedankt sich für Ihre Aufmerksamkeit.

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