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WERKSTOFFE/667: Dem magnetischen Formgedächtniseffekt auf der Spur (idw)


Translational Centre for Regenerative Medicine (TRM) Leipzig - 13.05.2013

Dem magnetischen Formgedächtniseffekt auf der Spur

Physiker klären Kopplung von Struktur und Magnetismus auf Nanometerskala.



Physikern aus Leipzig ist ein wesentlicher Schritt im physikalischen Verständnis der Kopplung von Struktur und Magnetismus der ferromagnetischen Formgedächtnislegierung Ni-Mn-Ga gelungen. Die Resultate, die durch ein neues physikalisches Verständnis den Weg zur Optimierung dieses Effekts ebnen, wurden kürzlich in der renommierten internationalen Fachzeitschrift Advanced Functional Materials publiziert.

Magnetische Formgedächtnismaterialien sind eine neue spannende Materialklasse, die sich durch große magnetisch schaltbare Dehnungen von bis zu zehn Prozent auszeichnen. Die bekanntesten Legierungen mit solchen Eigenschaften bestehen aus Nickel, Mangan und Gallium bzw. aus Eisen und Palladium.

Um den Einfluss von Kristallorientierungen und Verzwillingung auf die magnetischen Eigenschaften der Mikro- und Nanometerskala aufzuklären, untersuchten die Doktoranden Alexander Jakob und Marcel Hennes in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Stefan Mayr (Translationszentrum für Regenerative Medizin der Universität Leipzig und Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung e.V.) - in Kooperation mit Dr. Daniel Spemann (ehemals Nukleare Festkörperphysik, Universität Leipzig) - einkristalline Nickel-Mangan-Gallium-Dünnschichten. Dafür wurden diese mittels magnetischer Rasterkraftmikroskopie (MFM) charakterisiert und anschließend mit Hilfe mikromagnetischer Simulationen modelliert. "Damit ist uns ein wesentlicher Schritt im physikalischen Verständnis der Kopplung von mikromagnetischen und strukturellen Eigenschaften in miniaturisierten magnetischen Formgedächtnislegierungen gelungen", erklärt Erstautor Alexander Jakob.

Erstmalig gelang es den Wissenschaftlern zudem, die temperaturabhängige Entwicklung von Magnetismus und Struktur an den strukturellen und magnetischen Phasenübergängen ortsaufgelöst zu messen. Hier wurde eine Abweichung von der kubischen magnetokristallinen Anisotropie beobachtet, die mit Hilfe eines theoretischen Modells zum partiellen Domänenabschluss quantifiziert werden kann.

Die Resultate ebnen durch ein neues physikalisches Verständnis Wege zur Optimierung des Effekts, insbesondere in miniaturisierten Anwendungen in den Bereichen der Ingenieurwissenschaften und regenerativen Medizin.

Weitere Informationen unter:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201300165/abstract

Titel der Originalpublikation
Coupling of Micromagnetic and Structural Properties across the Martensite and Curie Temperatures in Miniaturized Ni-Mn-Ga Ferromagnetic Shape Memory Alloys, A. M. Jakob, M. Hennes, M. Müller, D. Spemann and S. G. Mayr | online veröffentlicht am: 25. April 2013

Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung unter:
http://idw-online.de/de/institution1288

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Quelle:
Informationsdienst Wissenschaft e. V. - idw - Pressemitteilung
Translational Centre for Regenerative Medicine (TRM) Leipzig, Maria Garz, 13.05.2013
WWW: http://idw-online.de
E-Mail: service@idw-online.de


veröffentlicht im Schattenblick zum 15. Mai 2013