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Seebeck-Magneteffekt

25.10.2013

Eine Gruppe von Forschern aus der Schweiz und den Vereinigten Staaten bestätigte erstmals experimentell die Existenz des sogenannten magnetischen Seebeck-Effekts.

Der übliche Seebeck-Effekt, auch thermoelektrischer Effekt genannt, ist das Auftreten eines elektrischen Feldes in einem Satz ungleicher Leiter, deren Kontakte auf unterschiedliche Temperaturen erhitzt werden. Dies liegt daran, dass die kinetische Energie von Elektronen in heißen Regionen im Durchschnitt höher ist als in kalten. Das Phänomen wurde 1821 vom deutschen Physiker Thomas Johann Seebeck entdeckt.

Im Rahmen der neuen Arbeit erhitzten die Wissenschaftler Yttrium-Eisen-Granat, eine chemische Verbindung von Eisenoxid mit Yttriumoxid. Die Beweglichkeit der Elektronen in diesem Zusammenhang reicht für das Auftreten eines elektrischen Stroms nicht aus. In diesem Fall beeinflusst der „Wärmestrom“ jedoch die Spins der Elektronen. Dadurch verändern sie sich dynamisch, was wiederum zum Auftreten eines Magnetfeldes führt.

Der Seebeck-Magneteffekt selbst wurde vom Physiker Sylvain Brechet, Leiter des wissenschaftlichen Teams, das die Entdeckung gemacht hat, nur zwei Jahre vor der Entdeckung selbst vorhergesagt. Die Vorhersage basierte auf dem thermodynamischen Formalismus, der einst von dem berühmten Schweizer Physiker Ernst Stückelberg entwickelt wurde.

Wissenschaftlern zufolge lässt sich der neue Effekt in der Spintronik nutzen – einer Elektronik, bei der anstelle von elektrischen Ladungen Spins zum Arbeiten verwendet werden. In den letzten Jahren wurde auf diesem Gebiet aktiv geforscht – einige Experten schlagen beispielsweise vor, Graphen in der Spintronik zu verwenden.

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Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

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Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

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Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

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Strahlinformationen 02.09.2011

Eine Haushaltslampe mit Vetodioden kann Informationen an einen Computer übertragen. Um Energie zu sparen, werden weltweit Glühlampen durch LEDs ersetzt, also Halbleiterbauelemente, mit denen man viele knifflige Operationen durchführen kann.

So haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Nachrichtentechnik und des Heinrich-Hertz-Instituts gelernt, das Licht einer weißen Diode zu modulieren, und zwar mit sehr hoher Frequenz. Das Ergebnis ist ein hybrides Beleuchtungsgerät und Informationssender, der mit einer Geschwindigkeit von 100 Megabit pro Sekunde arbeitet.

Ein solches Licht kann gleichzeitig vier Filme mit hoher Bildqualität auf die Computer der Benutzer übertragen, was im Mai 2011 auf einer Ausstellung in Rennes, Frankreich, demonstriert wurde. Die Hauptsache ist, den Informationsempfänger, und dies ist ein Fotodetektor, in der Beleuchtungszone zu platzieren und ihn nicht mit den Händen zu blockieren.

Leider wird dem Benutzer die Rückmeldung von der LED vorenthalten und er kann ihr keine Informationen übermitteln. Aber wie Sie sich vorstellen können, ist die Erstellung einer speziellen Beleuchtung und einer Netzwerk-LED, die mit einem Fotodetektor ausgestattet ist, eine einfache Sache. Und dann können in einem von solchen Dioden beleuchteten Büro zahlreiche Kabel entfernt werden, und das Funknetz wird nicht benötigt. Zuallererst werden solche Geräte in Flugzeugen, in chirurgischen Operationssälen und überall dort benötigt, wo die Verwendung von Funkkommunikation unerwünscht ist.

Mit einer rot-blau-grün-weißen LED hat das Labor bereits 800 Megabit pro Sekunde erreicht.

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