Auszeichnung für Forschung über molekulare Spintronik

Wolfgang Wernsdorfer vom Institut Néel - CNRS Grenoble erhält den mit €10.000 dotierten Gutenberg Lecture Award der Graduiertenschule der Exzellenz MAINZ

04.07.2012

Der Materialwissenschaftler Dr. Wolfgang Wernsdorfer hat den Gutenberg Lecture Award 2012 erhalten. Der Preis wird jährlich von der Graduiertenschule der Exzellenz Materials Science in Mainz (MAINZ) vergeben und ist mit €10.000 dotiert. Mit Wernsdorfer zeichnet die Schule dieses Jahr einen Physiker aus, der auf dem Gebiet der molekularen Spintronik arbeitet. "Dr. Wolfgang Wernsdorfer ist einer der Pioniere auf den Gebieten Ein-Molekül-Magnete und Magnetismus von Nanopartikeln. Er verfolgt äußerst innovative und vielversprechende Ansätze für die Mikroelektronik der Zukunft", so Prof. Dr. Mathias Kläui, der zusammen mit Prof. Dr. Claudia Felser die Graduiertenschule an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) leitet. In der molekularen Spintronik werden Möglichkeiten untersucht, den Spin und die Ladung in nanoskaligen molekularen Strukturen zu manipulieren. Wernsdorfers Forschergruppe am Institut Néel des CNRS Grenoble war federführend bei der Entdeckung und Entwicklung von molekularen Strukturen, in denen ein Quanten-Spinzustand gemessen und dann auch kontrolliert gesteuert werden kann.

Moleküle galten gemeinhin als nichtmagnetische Materialien, was aber durch Wernsdorfer und andere widerlegt werden konnte. Tatsächlich können Moleküle Träger eines großen magnetischen Moments sein und eine ebenso stabile Orientierung aufweisen wie herkömmliche Magnete. Sie werden daher als "Ein-Molekül-Magnete" bezeichnet und ein einziges Molekül kann vielleicht als das ultimative Limit für die Datenspeicherung in einer Struktur aus nur wenigen Atomen angesehen werden. Was sie aber über eine mögliche Anwendung hinaus besonders interessant macht: Sie besitzen nicht nur die klassischen Eigenschaften von Magneten, sondern zudem konnten klare Quanteneigenschaften nachgewiesen werden, die für neue Herausforderungen wie die molekulare Datenspeicherung oder den Quantencomputer von Belang sind. Neben den Messungen baut und entwickelt Wernsdorfers Gruppe in Grenoble neue Methoden wie das Nano-SQUID, die mit extrem hoher Sensitivität die Signale von nur wenigen Molekülen detektieren können. Die Arbeiten werden dabei in enger Zusammenarbeit zwischen synthetischen Chemikern, Festkörperphysikern und Elektrotechnik-Ingenieuren interdisziplinär durchgeführt.

"Wissenschaftlich ist die Arbeit von Wolfgang Wernsdorfer außerordentlich relevant für MAINZ, da viele Themen auch an unseren Standorten in Mainz und Kaiserslautern untersucht werden", so Kläui. "Molekulare Spintronik verbindet in idealer Weise harte und weiche Materie und bildet damit Brücken zwischen den verschiedenen Forschungsfeldern der Graduiertenschule MAINZ." Wernsdorfer hat über 450 Publikationen veröffentlicht und ist für seine Arbeiten mit einem ERC Advanced Grant, der Wohlfarth Lecture und dem Agilent Europhysics Prize ausgezeichnet worden.

Die Vergabe des Gutenberg Lecture Award ist mit einer weiteren Verstärkung der Zusammenarbeit verbunden. Wernsdorfer hat bereits mit Chemikern und Physikern der JGU publiziert und in Zukunft soll die Zusammenarbeit insbesondere in interdisziplinären Projekten unter Nutzung der Kombination von organischen Materialien und funktionalen Kohlenstoff Allotropen mit korrelierten Spinsystemen verstärkt werden. Diese Hybridstrukturen aus weicher und harter kondensierter Materie zeigen neue Funktionalitäten, die langfristig in Speicher, Logik und Sensoranwendungen Anwendung finden können.

Die Graduiertenschule MAINZ wurde in der Exzellenzinitiative im Jahr 2007 bewilligt und hat im Juni 2012 den Zuschlag für eine weitere Förderung in den kommenden fünf Jahren erhalten – ein großer Erfolg für die Mainzer Materialwissenschaftler und die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses an der JGU. MAINZ besteht aus Arbeitsgruppen der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, der Technischen Universität Kaiserslautern und des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung. Exzellente Doktoranden der Naturwissenschaften aus dem In- und Ausland erhalten durch die Graduiertenschule eine herausragende Ausbildung auf dem Gebiet der Materialwissenschaften.