Wie sich Nanocluster maßschneidern lassen

Größer, schneller, leistungsfähiger – die Entwicklung der Computertechnik scheint nur eine Richtung zu kennen. Doch lässt sich etwa die Speicherkapazität von Festplatten nicht beliebig weiter steigern. Irgendwann ist eine physikalische Grenze erreicht. Weltweit wird daher an neuen Konzepten zur Datenspeicherung geforscht, beispielsweise an sogenannten magnetischen Nanoclustern. Bis diese jedoch den Speichermedienmarkt revolutionieren, ist noch eine ganze Menge Grundlagenforschung zu leisten.

Physiker der Friedrich-Schiller-Universität Jena starten jetzt mit Kollegen der südafrikanischen „iThemba LABS“ in der Nähe von Kapstadt ein neues Forschungsprojekt zu diesem Thema. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und der National Research Foundation (NRF) of South Africa fördern das Projekt mit dem Titel „Synthese und Formung von magnetischen Nanoclustern in Oxiden durch Ionenimplantation“ in den kommenden drei Jahren mit rund 66.600 Euro. Eines der wichtigsten Ziele des gemeinsamen Vorhabens ist der Austausch von Studierenden und Doktoranden beider Einrichtungen.

„Inhaltlich wird es vor allem um Grundlagenforschung gehen“, erläutert Prof. Dr. Carsten Ronning. Der Direktor des Institutes für Festkörperphysik der Universität Jena hat das Projekt gemeinsam mit Prof. Dr. Krishanlal Bharuth-Ram von den „iThemba LABS“ initiiert. Mithilfe von Ionenbeschleunigern wollen die Forscher magnetische Nanocluster in einer oxidischen Matrix herstellen. Diese entstehen, wenn Cobalt- oder Eisenatome z. B. in eine Zink- oder Siliziumoxid Schicht geschossen und anschließend erhitzt werden. Welchen Einfluss die Herstellungsbedingungen, z. B. die Temperatur, auf Größe, Form und Eigenschaften der entstehenden Nanocluster haben, das wollen die Physiker in den kommenden drei Jahren untersuchen.

„Die Ausbildung der Nachwuchsforscher steht bei diesem Projekt im Vordergrund“, erklärt Projektleiter Ronning. Dazu nutzen die Wissenschaftler die gute Ausstattung im Jenaer Institut, etwa mit den beiden Ionenbeschleunigern ROMEO und JULIA, um die Nanocluster zu synthetisieren. So wird Physik-Doktorand Sebastian Geburt aus Prof. Ronnings Team zusammen mit Doktoranden aus Kapstadt in Jena die Nanocluster herstellen und strukturell untersuchen. „Anschließend werden die magnetischen Eigenschaften der Cluster vorwiegend in Kapstadt charakterisiert“, so Sebastian Geburt.

Geplant sind Forschungsaufenthalte südafrikanischer Nachwuchswissenschaftler von einem bis zu sechs Monaten an der Jenaer Universität. Jenaer Physiker werden noch dieses Jahr zu einem ersten Besuch nach Kapstadt aufbrechen: Dann findet das Kick-Off Meeting zum gemeinsamen Projekt in den „iThemba LABS“ statt.

Kontakt:
Prof. Dr. Carsten Ronning
Institut für Festkörperphysik der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Helmholtzweg 3, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 947300
E-Mail: Carsten.Ronning[at]uni-jena.de