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Dr. Dmytro Inosov ausgezeichnet für zukunftsweisende Forschung mit Neutronen
 


Foto: Verleihung des Wolfram-Prandl-Preises 2012

Bonn, 25. September 2012

Dr. Dmytro Inosov vom Max-Planck-Institut für Festkörperforschung Stuttgart ist der diesjährige Preisträger des Wolfram-Prandl-Preises für Nachwuchswissenschaftler, der vom Komitee Forschung mit Neutronen (KFN) vergeben wird. Die Verleihung des mit 2500 Euro dotierten Preises fand heute auf der Deutschen Neutronenstreutagung in Bonn statt, die das Forschungszentrum Jülich im Auftrag des KFN ausgerichtet hat.

Herr Inosov wird ausgezeichnet für seine Erkenntnisse zu den magnetischen Eigenschaften von Eisenpniktiden und anderen Supraleitern.

Supraleiter sind Materialien, die beim Unterschreiten einer Sprungtemperatur spontan ihren elektrischen Widerstand verlieren. In herkömmlichen Supraleitern ist diese Temperatur jedoch nur knapp oberhalb des absoluten Nullpunkts. Zwar werden Supraleiter bereits jetzt für viele technische Anwendungen in den Bereichen Energietransport und -umwandlung, Energiespeicherung, Elektronik, Transport, Medizin und Teilchenforschung eingesetzt, doch müssen sie dazu unter großem Aufwand stark abgekühlt werden. Die Entdeckung einer ungewöhnlich hohen Sprungtemperatur in den Eisenpniktiden im Jahr 2008 hat weltweit starkes Interesse hervorgerufen, weil der Aufwand für deren Kühlung erheblich geringer ist.

Während für herkömmliche Supraleiter allerdings bereits eine schlüssige Theorie vorliegt, die auf Schwingungen des Kristallgitters beruht, ist der physikalische Mechanismus der Supraleitung in den Eisenpniktiden noch immer ungeklärt. Der Preisträger konnte oberhalb der Sprungtemperatur dieser Materialien ungewöhnliche magnetische Anregungen nachweisen, die sich im supraleitenden Zustand stark verändern und eine sogenannte "Resonanzmode" ausbilden. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Hochtemperatur-Supraleitung in den Eisenpniktiden, anders als in herkömmlichen Supraleitern, auf magnetischen Anregungen beruht, und liefern somit eine wichtige Richtschnur für weiterführende theoretische und experimentelle Arbeiten.

Der Wolfram-Prandl-Preis wird seit zehn Jahren an junge Wissenschaftler vergeben, die herausragenden Leistungen mit Neutronen vollbracht haben. Aus den bisherigen Preisverleihungen wird deutlich, wie wichtig die Neutronenforschung für das Verständnis von magnetischen Eigenschaften von Materie ist. Darüber hinaus sind sowohl grundlegende Arbeiten zur Struktur und Dynamik von Materie als auch praktische Anwendungen z.B. unter Verwendung der Kontrastvariationsmethode mit Neutronen ausgezeichnet worden. Die Auswahl der Preisträger wurde von einer unabhängigen Jury vorgenommen, die aus namhaften Vertretern der Neutronenstreuung zusammengesetzt ist.

Laudatio

Dmytro Inosov wurde im Jahr 2008 an der TU Dresden mit einer Arbeit zur winkelaufgelösten Photoemissionsspektroskopie an Cuprat-Supraleitern promoviert. Zunächst als Postdoc, dann als Gruppenleiter am MPI für Festkörperforschung erarbeitete er sich innerhalb kürzester Zeit eingehende Expertise in der Neutronenstreuung und leistete damit eine Vielzahl wichtiger Beiträge zur Erforschung der magnetischen Anregungen in Eisenpniktid-Hochtemperatursupraleitern. Insbesondere zeichneten seine inelastischen Neutronenstreuexperimente an Ba(Fe1-xCox)2As2-Einkristallen erstmals ein umfangreiches Bild einer zuvor in den Cupraten beobachteten magnetischen Resonanzmode im supraleitenden Zustand. Sein Nachweis, dass sich diese kontinuierlich aus Spinfluktuationen im Normalzustand entwickelt, ist nun ein wichtiger Ankerpunkt für das theoretische Verständnis der magnetisch induzierten Cooper-Paarbildung in Eisenpniktiden und anderen unkonventionellen Supraleitern.

Um dieses Verständnis voranzutreiben, hat der Preisträger die magnetische Spektralgewichtsverteilung im reziproken Raum präzise charakterisiert und in enger Zusammenarbeit mit Theoretikern gezeigt, dass diese durch Dichtefunktionalrechnungen im Detail beschrieben wird. Auf diesen Ergebnissen aufbauend nutze er ähnliche Rechnungen, um gezielt und schlussendlich erfolgreich nach einer magnetischen Resonanzmode in der Verbindung Rb2Fe4Se5 zu suchen, die deshalb von besonderem Interesse ist, weil darin der supraleitende Zustand - ähnlich wie in den Cupraten - in unmittelbarer Nachbarschaft einer Mott-isolierenden, antiferromagnetischen Phase beobachtet wird. Die daraus resultierende nanoskopische Phasenseparation stellt gleichzeitig aber auch eine besondere Herausforderung für die Neutronenstreuung dar, weil die schwachen Anregungen des itineranten Elektronensystems in der supraleitenden Phase von den sehr viel stärkeren Spinwellen im antiferromagnetischen Isolator überlagert werden. Der theoriegeleitete Nachweis der Resonanzmode und die daraus gewonnenen Erkenntnisse über die Geometrie der Fermifläche und der supraleitenden Energielücke belegen auf eindrucksvolle Weise sowohl das experimentelle Geschick des Preisträgers als auch den Wert der Neutronenstreuung als Sondierungsmethode für Korrelationseffekte in Festkörpern. Die jüngsten Neutronenexperimente des Preisträges an dem Schwerfermionen-Antiferromagneten CeB6, im Rahmen derer er ebenfalls eine magnetische Resonanzmode und damit eine völlig unerwartete Parallele zu den unkonventionellen Supraleitern entdeckte, unterstreichen dies ein weiteres Mal.

Mit 33 Jahren ist Dmytro Inosov bereits Erst- oder Mitautor von über 50 Publikationen, die insgesamt mehr als 1000-mal zitiert wurden. Mit dem diesjährigen Wolfram-Prandl-Preis wird also ein außergewöhnlich talentierter, vielseitiger und produktiver Nachwuchswissenschaftler ausgezeichnet.

Wolfram Prandl-Preis

Vergabe durch: Komitee Forschung mit Neutronen
Für: Herausragende Leistungen auf dem Gebiet der Neutronenstreuung
Kandidaten: Nachwuchswissenschaftler unter 40 ohne Ruf.
Dotierung: 2500 €
Turnus: Alle 2 Jahre im Rahmen der Deutschen Neutronenstreutagung.
Benannt nach: Professor Wolfram Prandl (Univ. Tübingen)