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Stärker als Supermagnete: Forscher erschaffen extrem magnetisches Molekül

Eine Arbeitsgruppe an der University of California in Berkeley hat durch eine Verbindung zweier seltenener Erden ein Molekül geschaffen, dass dreimal stärker ist als die bisher bekannten Magnete.

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Seltene Erden, wie beispielsweise Terbium, könnten für die Erzeugung des extrem magnetischen Moleküls genutzt worden sein. (Foto: Bjoern Wylezich / Shutterstock)

Forschende an der University of California in Berkeley haben es geschafft, zwei Atome von seltenen Erden in einem Molekül zu verbinden – für die magnetische Stärke braucht es ein Dreieck aus Jod-Atomen. Die Koerzitivkraft – je höher sie ist, desto stärker ist der Magnet – liegt bei über 25 Tesla. Die bisher größte gemessene Stärke lag bei 7,9 Tesla.

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Entstanden ist dieses außergewöhnlich magnetische Molekül durch die Verbindung von zwei Atomen eines Seltenerdelements, wie beispielsweise Terbium. Zwischen den beiden Atomen wurden als Dreieck drei Jod-Atome eingebracht.

Verbindung zwischen Atomen geht durch Mitte des Jod-Dreiecks

Diese dienen quasi als Stütze für die beiden Atome der seltenen Erden. Denn zwischen den beiden besteht eine direkte Verbindung, die durch die Mitte des Dreiecks aus Jod geht. Das, was den starken Magnetismus erzeugt, ist dabei nicht die Jod-Bindung, sondern die direkte Bindung zwischen den Atomen der Seltenerdelemente. Die ist jedoch nur möglich, da sie quasi durch das Jod-Dreieck gehalten wird.

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Atom-Bindung braucht Jod-Unterstützung

Seltene Erden eigenen sich zwar sehr gut, um sehr starke Magnete zu erzeugen, jedoch ist laut den Forscher:innen noch keine direkte Verbindung in einem Molekül zwischen Atomen von Seltenerdelementen gelungen – bis jetzt. Allerdings wäre diese Bindung ohne das Jod nicht stark genug. Bildlich gesprochen halten die Jod-Elemente also die Atome der seltenen Erden zusammen und unterstützen sie so, dass sie ihre starke Bindung aufbauen können.

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Mit der Stärke des Moleküls wurden sogar die gängigen Messkapazitäten ausgereizt – daher ist die genaue Angabe der Feldstärke noch offen. Schon jetzt zeigt sich jedoch der außergewöhnlich starke Magnetismus. In Zukunft könnte sie auch genutzt werden, um einen neuen Supermagneten zu erschaffen.

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