PSI forscht am Energiespardatenspeicher
So stellten die PSI-Forscher das neue Material her
Rezeptur, Herstellung und Untersuchungen am PSI
Erreicht haben die Forschenden ihr neues Material, indem sie sowohl die chemische Zusammensetzung des Materials als auch den genauen Herstellungsprozess massschneiderten. Schliesslich zeigte sich: Das Material mit der chemischen Formel YBaCuFeO5 ist geeignet und zeigt dann die besten Ergebnisse, wenn es erst hoch erhitzt und dann extrem rasch und sehr stark abgekühlt wird. «Bei der hohen Temperatur ordnen sich die Atome so an, wie es für unsere Zwecke dienlich ist», erklärt Medarde. «Die rasche Abkühlung friert dann diese Anordnung quasi ein.»
Spiralen können Information speichern. In den meisten heutigen Computerspeichern werden die 0/1-Werte durch die Orientierung kleiner Magnete nach links/rechts dargestellt. In einem zukünftigen magnetoelektrischen Speicher dagegen bilden dieselben grundlegenden Magnete Spiralen. In diesem Fall werden die Werte 0/1 durch den linken/rechten Drehsinn der Spiralen dargestellt
Quelle: PSI
Die zugrundeliegende Methode der raschen Abkühlung kennt man von der Herstellung besonders harter Metalle und nutzt sie seit Jahrhunderten beispielsweise zur Härtung von Stahlschwertern. Die PSI-Forschenden setzten jedoch weitaus extremere Temperaturen ein: Ihr Material erhitzten sie erst auf 1000 Grad Celsius und kühlten es dann schlagartig und kurzfristig auf minus 200 Grad Celsius. Nachdem das Material aus dem Kühlbad entnommen wird, behält es seine besonderen magnetischen Eigenschaften bis zu Raumtemperatur und etwas darüber.
Die Herstellungsprozedur und Verbesserung der Materialeigenschaften wurden am PSI entwickelt, wo auch die Materialien hergestellt und anschliessend an den beiden Grossforschungsanlagen Neutronenquelle SINQ und Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS untersucht wurden. «Das neue Material besteht aus sehr kostengünstigen Zutaten», freut sich Medarde. «Und auch die Herstellung ist – nachdem wir sie nun ausgetüftelt haben – einfach zu bewerkstelligen.»
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