Gelbe Diamanten mit mehr als nur einer schönen Farbe

Gelbe Diamanten mit mehr als nur einer schönen Farbe

Physiker der Universität Leipzig haben zusammen mit einem Wissenschaftler aus Moskau in aufwändigen Experimenten erstmals nachgewiesen, dass Diamant-Kristalle bei einer Temperatur unterhalb von minus 248 Grad Celsius ganz neue Eigenschaften aufweisen.

Mit diesen Diamantproben der japanischen Firma Sumitomo haben die Physiker experimentiert. Foto: Prof. Dr. Pablo David Esquinazi

Prof. Dr. Pablo David Esquinazi vom Felix-Bloch-Institut für Festkörperphysik der Universität Leipzig lieferte gemeinsam mit seinen Kollegen den Nachweis, dass das magnetische Verhalten von kommerziellen, gelben Diamant-Kristallen bei diesen extrem niedrigen Temperaturen dem von supraleitenden und superparamagnetischen Proben ähnelt. Das bedeutet, dass in den Diamantproben (supraleitende) Bereiche existieren, wo verlustfreie elektrische Ströme möglich sind, aber auch kleine ferromagnetische bzw. ferrimagnetische Bereiche wo ihre magnetische Momente nicht zu halten sind, wenn kein äußeres Magnetfeld angelegt ist. Die Forscher veröffentlichten ihre Erkenntnisse jetzt im Fachjournal „Scientific Reports“.

„Bei tiefen Temperaturen gelbe Diamanten zeigen mehr als nur eine schöne Farbe. Sie sind ein aufregendes Experimentierfeld für Festkörperphysiker, da solche magnetische Reaktion aus einem hochisolierenden Material wie Diamant überhaupt nicht zu erwarten ist. Einige Details der Entdeckung sind außergewöhnlich. Die beide Phänomene - Supraleitung und Superparamagnetismus - findet man bei den Proben gleichzeitig im gleichen Temperaturbereich“, erklärt Esquinazi. Unklar ist derzeit noch die Ursache für dieses Verhalten. Die Konzentration der Stickstoffatome bei den kommerziellen Diamantproben sei so gering, dass diese nicht allein der Ursprung sein kann. Die Wissenschaftler spekulieren deshalb, dass Atomgitterdefekte in inhomogenen Spannungsbereichen der Kristalle zur Existenz der Phänomene beitragen. Dieser Ursprung, die Wissenschaftler nennen ihn „Defekt-induzierte Supraleitung“, findet man heutzutage in einigen kohlenstoffhaltigen Proben, in denen die Supraleitung und magnetische Ordnung auch bei höheren Temperaturen entdeckt wurde.

Referenz:
J. Barzola-Quiquia, M. Stiller, P. D. Esquinazi, A. Molle, R. Wunderlich, S. Pezzagna, J. Meijer, W. Kossack, S. Buga
Unconventional Magnetization below 25 K in Nitrogen-doped Diamond provides hints for the existence of Superconductivity and Superparamagnetism
Scientific Reports 9, 8743 (2019)

Quelle:
Pressemitteilung Universität Leipzig

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Pablo David Esquinazi
Felix-Bloch-Institut für Festkörperphysik
Tel.: +49 (0) 341 97-32751
E-Mail | Webseite

letzte Änderung: 10.01.2020

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