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Die zwei Zustände von Kupferoxid

Ausschnitt aus der Struktur von Kupferoxid (CuO). Die Kupferatome (grün) tragen ein magnetisches Moment – sie verhalten sich wie kleine Kompassnadeln. Die Richtung der magnetischen Momente ist durch rote Pfeile dargestellt. Ein Punkt bedeutet dass der Pfeil aus der Ebene herausragt, wir also auf seine Spitze schauen; ein Kreuz, dass der Pfeil in die Ebene zeigt, wir also sein Ende sehen. Die magnetische Struktur sieht bei Temperatur unter 213 Kelvin (rund minus 60 Grad Celsius) deutlich anders aus als darüber. Dabei ist die magnetische Struktur für die Temperaturen 213 Kelvin bis 230 Kelvin „inkommensurabel“ (IKM), d.h. ihre Periode „passt nicht“ in die Periode der Kristallstruktur aus Kupfer- und Sauerstoffatomen. Konkret braucht eine volle Drehung der Richtung des magnetischen Moments nicht genau vier Atomabstände, sondern je nach Richtung etwas mehr oder etwas weniger.