Forschende haben einen überraschenden Durchbruch erzielt, der die Computertechnik grundlegend verändern könnte. Sie zeigten, dass winzige atomare Schwingungen – sogenannte chirale Phononen – Elektronen direkt in Bewegung versetzen können. Diese Übertragung von Bewegung ermöglicht es, Informationen ohne Magnete, Batterien oder elektrischen Strom zu verarbeiten. Damit eröffnet sich ein neues Forschungsfeld: die Orbitronik. Anders als bei herkömmlicher Elektronik oder Spintronik nutzt die Orbitronik die Orbitalbewegung der Elektronen – also ihren Bahndrehimpuls – zur Datenverarbeitung. Bisher galt diese Eigenschaft der Materie als ungenutzt. Die Entdeckung könnte zu extrem energieeffizienten und kompakten Bauelementen führen, die ohne äußere Magnetfelder auskommen. Die Wissenschaftler sehen darin einen möglichen Weg, die Grenzen der heutigen Halbleitertechnologie zu überwinden und neuartige Speicher- und Logikkonzepte zu realisieren. Die direkte Kopplung zwischen chiralen Phononen und Elektronen war theoretisch vorhergesagt, aber experimentell bislang nicht eindeutig bestätigt worden. Die neuen Ergebnisse liefern nun den ersten klaren Nachweis und ebnen den Weg für praktische Anwendungen in der Orbitronik.
Hintergrund: Phononen sind quantisierte Gitterschwingungen eines Kristalls. Chirale Phononen besitzen eine definierte Drehrichtung (Händigkeit) und können den Bahndrehimpuls von Elektronen beeinflussen – ähnlich wie magnetische Felder den Spin beeinflussen, aber ohne äußere Magnete.
📄 Quelle
🧪 Verwandte Rechner
Mit diesen interaktiven Werkzeugen können Sie das Thema vertiefen: