titel 25 gnetischen nano-oszillator, in dem die durch den spinstrom angetriebene magnetisierung schwingt. das bauteil besteht aus einem platinstreifen, ein paar mikrometer lang und 300 nanometer breit. unter diesem streifen klebt eine dünne schicht aus yttrium-eisen-granat (yttrium iron garnet, yig) – ein permanentmagnet, der weder strom noch wärme leitet. „damit konnten wir gemeinsam mit kalifornischen physikern zeigen, dass man mit einer temperaturdifferenz tatsächlich ein hochfrequenzsignal erzeugen kann“, sagt lindner. „damit haben wir nachgewiesen, dass das konzept funktioniert.“ bevor aber an technische anwendungen zu denken ist, müs- sen die physiker noch grundlegende fragen beantworten. „es gibt ein zweites phänomen, das in der yig-schicht eine hoch- frequenz erzeugt“, erläutert lindner. „denn der gleichstrom, der durch das platin fließt, erwärmt das metall nicht nur, sondern induziert im yig-streifen unweigerlich auch direkt eine art magnetischen kreiseleffekt.“ zwar deuten die mes- sungen darauf hin, dass sich dieser effekt geringer auswirkt als die hochfrequenz-erzeugung via temperaturgefälle, aber genauer sagen können dies die forscher erst nach weiteren versuchen, die sie nun planen: sie wollen den yig-streifen nicht per stromfluss durch das platin erhitzen, sondern mithilfe eines lasers. dadurch wäre der „gleichstrom-effekt“ ausgeschaltet, sodass man den einfluss des temperaturgefäl- les direkt bestimmen könnte. und mit welcher effizienz läuft der prozess ab, wie viel ab- wärme lässt sich in nutzbare hochfrequenz umwandeln? „das konnten wir noch nicht messen“, sagt jürgen lindner – und verweist auf künftige experimente. klar aber scheint: das bis- lang verwendete yig dürfte sich kaum für den kommerziellen einsatz eignen – es ist schlicht zu teuer. deshalb suchen die materialforscher bereits nach billigeren und zugleich effekti- veren alternativen. „mit den richtigen materialien sowie einer optimierten methode, das hochfrequenzsignal auszukoppeln, halte ich im prinzip eine effizienz von einigen zehn prozent für möglich“, meint lindner. das bedeutet: mehr als die hälfte der abwärme ließe sich in nutzbare hochfrequenz umwandeln. ein erstes einsatzfeld könnte im weltall liegen: auf raumsonden ist energie kostbar, die rückgewinnung der abwärme dürfte sich mehr als lohnen. publikationen: t. kosub, m. kopte, r. hühne, p. appel, b. shields, p. male- tinsky, r. hübner, m.o. liedke, j. fassbender, o.g. schmidt, d. makarov: purely antiferromagnetic magnetoelectric random access memory, nature communications, 2017 (doi: 10.1038/ncomms13985) z. duan, a. smith, l. yang, b. youngblood, j. lindner, v.e. demidov, s.o. demokritov, i.n. krivorotov: nanowire spin torque oscillator driven by spin orbit torques, nature commu- nications, 2014 (doi: 10.1038/ncomms6616) c. safranski, i. barsukov, h.k. lee, t. schneider, a.a. jara, a. smith, h. chang, k. lenz, j. lindner, y. tserkovnyak, m. wu, i.n. krivorotov: spin caloritronic nano-oscillator, nature com- munications, 2017 (doi: 10.1038/s41467-017-00184-5) kontakt _institut für ionenstrahlphysik und materialforschung am hzdr dr. denys makarov d.makarov@hzdr.de dr. tobias kosub t.kosub@hzdr.de dr. jürgen lindner j.lindner@hzdr.de