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News: Leipziger Physiker erzeugen magnetischen Graphit

Physiker der Universität Leipzig haben Graphit durch Bestrahlen mit Protonen magnetisch gemacht. Normalerweise zeigen die Modifikationen des Kohlenstoffs (Graphit, Diamant, Fulleren und Nanoröhrchen) keinen (Ferro-)Magnetismus. Dieses Verhalten ist vor allem von den Übergangsmetallen Eisen, Cobalt und Nickel sowie ihren Legierungen bekannt. Der leichtgewichtige Kohlenstoffmagnet, der auch bei Raumtemperatur magnetisch ist, enthält indes keine metallischen Verunreinigungen.

Pablo Esquinazi und seine Kollegen vermuten, dass die eingebrachten Protonen mit ihren Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen das Kristallgitter gerade so weit verzerren, dass eine magnetische Ordnung ermöglicht wird. Dabei zeigte sich, dass bis zu einer gewissen Protonenintensität die Stärke des Magnetismus anwuchs, darüber hinaus jedoch wieder nachließ. Das ferromagnetische Verhalten ließ sich nachweisen, indem der Graphit in einem äußeren Magnetfeld magnetisiert wurde und nach Abschalten dieses Feldes der Restmagnetismus der Probe mit empfindlichen Messgeräten gemessen wurde.

Bereits vor zwei Jahren konnten russische Wissenschaftler einen Magnet aus Kohlenstoff herstellen, die Forscher griffen jedoch damals auf ein eher ungewöhnliches Material zurück: ein Fulleren-Polymer. Graphit indes ist eine sehr gängige Form des Kohlenstoffs. Eventuell lässt sich eine magnetische Graphitbeschichtung als Datenspeichermaterial nutzen oder für die zukünftige Spinelektronik. Offenbar hat auch schon die Pharmaindustrie ihr Interesse an magnetischem Graphit angemeldet: Denn winzige Magneten ließen sich vielleicht in Tumoren einbringen, wo sie elektromagnetische Strahlung in Hitze umwandeln und so helfen können, das krankhafte Gewebe zu zerstören.

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  • Quellen
Physical Review Letters 91: 227201 (2003)

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