Physikalische Chemie: Neue magnetische Materialklasse entdeckt

09/09/06 16:25

Physikalische Chemie: Neue magnetischeMaterialklasse entdeckt
Wissenschaft

Bernadette Ralser (Redaktion) am 7. August 2009

Gleich im ersten Band von "Nature Chemistry" mit einer
Publikation vertreten zu sein, ist für Raimund Podloucky
vom Institut für Physikalische Chemie eine Ehre: In derAugust-Ausgabe des neuen Journals der renommierten

DerMaterialwissenschafter
Raimund Podloucky
ist Mit-Autor einer
aufsehenerregenden
Publikation in deraktuellen "NatureChemistry"-Ausgabe.

Nature Publishing Group veröffentlichte derMaterialwissenschafter gemeinsam mit Kollegen aus China,
Japan und den USA unerwartete Ergebnisse bei derUntersuchung einer Strontium-Eisen-Oxid-Verbindung(SrFeO2). Dem internationalen Team ist es erstmals
gelungen, in einer schichtförmigen Struktur magnetischePhasenübergänge zu erzeugen.
Schichtförmige Metall-Sauerstoff-Verbindungen wie
Strontium-Eisen-Oxid (SrFeO 2) sind fürMaterialwissenschafterInnen ganz besondersinteressant: Ihre makroskopischen Eigenschaften z. B. Magnetismus, Leitfähigkeit, chemischeBindung, etc. - sind eine unmittelbare
Erscheinungsform von Quanteneffekten. Kürzlich
gelang es einem internationalen Forscherteam unter
Beteilung der Universität Wien in diesem
Zusammenhang, ein bisher unbekanntes
Quantenphänomen zu beschreiben und im Journal

Die SchichtstrukturVerbindung SrFeO2
zeigt unter Druckeinen Übergang vonArbeitsgruppe Komputative
Physikalische Chemie undPolymerchemieamInstitut für Physikalische Chemie
an der Fakultät für Chemie
Nature Chemistry
Artikel "Spin transition in afour-coordinate iron oxide"in "Nature Chemistry" (Band 1,Nr. 5)
VASP Group
Artikel: "Wissenschaftliche
Software VASP findet weltweit
Verbreitung""Nature Chemistry" zu veröffentlichen.
Neue Materialklasse
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Das Ergebnis, das im Artikel "Spin transition in afour-coordinate iron oxide" beschrieben wird, war
für die Forscher eine Überraschung: "Wir haben
festgestellt, dass sich bei zweidimensionalen
Schichtstrukturverbindungen wie SrFeO 2 diemagnetischen Eigenschaften abrupt verändern,wenn man sie 'gehörig unter Druck' setzt", erklärt
Raimund Podloucky von der Arbeitsgruppe
Komputative Physikalische Chemie undPolymerchemie am Institut für PhysikalischeChemie, einer der drei Theoretiker und einzigerÖsterreicher im 18-köpfigen Autorenteam.
Bei Normaldruck sind die Eisenatome von SrFeO 2 ineinem hochmagnetischen Zustand, wobei sie sich in
Eisen-Sauerstoff-Schichten befinden, in denen die
Eisenatome jeweils vier Sauerstoffatome als nächste
Nachbarn haben. "Bei hohem Druck verringert sichschlagartig der Magnetismus der Eisenatome ineiner solchen zweidimensionalen Schichtstruktur,
was bisher nur für dreidimensionale
Kristallstrukturen bekannt war", so derMaterialwissenschafter.
Dieser "magnetische Phasenübergang" wird voneiner sehr eigenartigen Änderung der elektrischen
Leitfähigkeit begleitet: SrFeO 2 wird bei hohem Druckzu einem sogenannten "halbmetallischen
Ferromagneten". Daraus schließen die
Wissenschafter, dass diese Verbindung eine neue,
bisher unbekannte Klasse magnetischer undelektronischer Materialen vertritt, die z. B. fürChiptechnologien sehr interessant sein könnte.
Moderne Materialwissenschaft
Dieses Ergebnis ist in zweierlei Hinsicht besonders:Zum einen wurden magnetische Phasenübergänge
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Zum einen wurden magnetische Phasenübergänge
bis dato nur in dreidimensionalen Modellen
beobachtet. Zum anderen kam es in enger
Zusammenarbeit zwischen theoretischer undexperimenteller Materialwissenschaft zustande. Sokonnte der beschriebene Effekt nicht nur gemessen,sondern auch am Computer modelliert undverstanden werden. "In unserer
Wissenschaftsbranche finden Experiment undTheorie immer enger zusammen, um der Natur auf
die Schliche zu kommen", beschreibt derWissenschafter die Entwicklung der modernen
Materialwissenschaften - und sein Erfolgsrezept.
Dabei ist die Methodik, mit der Podloucky seine
theoretischen Berechnungen für die gemeinsame
Veröffentlichung durchgeführt hat, eine weiterewichtige Zutat: Das Programm VASP (Vienna Abinitio Simulation Package) wurde - im selben
Gebäude in der Sensengasse, in dem sich auch
Podlouckys Institut befindet - vom Physiker Georg
Kresse und seinen MitarbeiterInnen von der Gruppe
Computergestützte Materialphysik entwickelt.
"VASP ist die weltweit erfolgreichste Methode zur
Lösung der Schrödingergleichung von fester Materie.
Das Programm ermöglicht es, diequantenphysikalischen Wechselwirkungen in
kondensierter Materie parameterfrei zu berechnen",sagt der Chemiker, der seinen "KollegInnen im 2.
und 3. Stock" dafür gleich doppelt dankbar ist: "Wirbekommen immer die neuesten Versionen von VASP
zur Verfügung gestellt - auch jene, die noch gar
nicht öffentlich zugänglich sind, was für die aktuelle
Publikation sehr wichtig war."
Stolzer Doktorvater
Die Veröffentlichung im renommierten "Nature"Journal freut Raimund Podloucky aber auch noch inanderer, ganz persönlicher Hinsicht: Einer der Mit-

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anderer, ganz persönlicher Hinsicht: Einer der MitAutoren - Xing-Qiu Chen vom Oak Ridge National
Laboratory (Tennessee, USA) - hat seine
wissenschaftliche Karriere hier bei ihm am Institut
für Physikalische Chemie begonnen: "Er ist
sozusagen mein Schüler, und nicht zuletzt aufgrund
dieser Publikation bekommt er nun eine SuperProfessur in China", ist Chens ehemaliger
Doktorvater stolz. (br)Der Artikel "Spin transition in a four-coordinate iron oxide"
erschien in der aktuellen Ausgabe des Journals "NatureChemistry" (August 2009, Band 1, Nr. 5, S. 371-376). Er ist seit
20. Juli 2009 online zugänglich.
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