Eisen

Eisen (Fe) ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 26, das für seine Rolle als Schlüsselbestandteil von Stahl und verschiedenen anderen Legierungen bekannt ist. Eisen ist das vierthäufigste Element in der Erdkruste und hat eine Atommasse von 55,845 u. Es hat einen Schmelzpunkt von 1538°C (2800°F) und eine Dichte von 7,874 g/cm³. Als Metall zeichnet es sich durch seine magnetischen Eigenschaften, hohe Zugfestigkeit und Duktilität aus.

Eisen bildet zahlreiche Verbindungen, von denen seine Oxide sowohl in der Natur als auch in der Technologie von großer Bedeutung sind. Bismutferrit (BiFeO3), auch als BFO bezeichnet, ist eine multiferroische Verbindung, die bei Raumtemperatur gleichzeitig ferromagnetische und ferroelektrische Eigenschaften aufweist. Diese seltene Kombination von Eigenschaften ermöglicht Anwendungen in neuartigen multifunktionalen Materialien für die Datenspeicherung, bei denen elektrische Felder den Magnetismus steuern können. BFO ist auch ein vielversprechendes Material für spintronische Bauelemente, Sensoren, Aktuatoren und Energieerntesysteme. Daher wird es üblicherweise als BFO-Sputterziel verwendet, um Mikrokomponenten oder Dünnschichtbeschichtungen herzustellen.

Yttriumeisengranat (YIG, Y3Fe5O12) ist eine weitere komplexe Eisenoxidverbindung mit bemerkenswerten magnetischen Eigenschaften. YIG ist ein ferrimagnetisches Material und zeichnet sich durch sehr geringe Mikrowellenverluste aus, was es ideal für den Einsatz in Mikrowellen- und Magnetresonanzgeräten wie Filter, Oszillatoren und Isolatoren macht. Seine hervorragenden magnetooptischen Eigenschaften machen YIG auch für optische Geräte nützlich, die Licht auf der Grundlage von Magnetfeldern manipulieren, wie optische Isolatoren und Zirkulatoren, die wesentliche Komponenten in der Lasertechnologie und Telekommunikation sind.