Dienstag, 15. September 2026 · 19:29 Uhr
Ultradünne Rutheniumdioxid-Schicht zeigt unter Gitterverspannung magnetisches Verhalten
Forscher haben in einer nur wenige Atomlagen dünnen Rutheniumdioxid-Schicht erstmals eine magnetische Ordnung nachgewiesen, die in massiven Kristallen fehlt.
Rutheniumdioxid galt in seiner massiven Form und in entspannten dünnen Filmen zuletzt als nichtmagnetisch, obwohl es früher als Kandidat für sogenannten Altermagnetismus gehandelt wurde1. Forscher der Rice University um Ming Yi haben nun eine rund 2,7 Nanometer dünne, epitaktisch verspannte Schicht des Materials untersucht und dabei eine Spintextur gefunden, die eine gebrochene Zeitumkehrsymmetrie anzeigt – ein Merkmal magnetischer Ordnung1.
Die Verspannung entsteht, weil die Rutheniumdioxid-Schicht auf einem Titandioxid-Puffer wächst, dessen Gitterabstände leicht von denen des Rutheniumdioxids abweichen, sodass sich die Atome anpassen müssen1. Die Messungen wurden bei rund minus 258 Grad Celsius mit spinaufgelöster, winkelaufgelöster Photoemissionsspektroskopie durchgeführt, die Energie, Richtung und Spin der emittierten Elektronen erfasst1.
Das beobachtete Spintextur-Muster ist mit sowohl altermagnetischer Ordnung als auch mit Ferromagnetismus vereinbar – die bisherigen Messungen erlauben noch keine eindeutige Unterscheidung zwischen beiden Erklärungen1. Die Studie legt nahe, dass strukturelle Verspannung ein entscheidender Parameter ist, um in bestimmten Materialien magnetische Eigenschaften gezielt hervorzurufen1.