Nanomagnete einfacher herstellen und schneller schalten

  • 25. November 2013

Bauteile für Speicherbausteine sparsamerer und leistungsfähigerer Computer – leicht gemacht.

Nanomagnete bestehen nur aus einer Handvoll Atome. Mit ihrer Hilfe könnte die Größe der Bits, die Informationen magnetisch kodieren, von derzeit etwa einer Million Atome deutlich verringert werden. Forschergruppen weltweit verfolgen verschiedene Strategien, um Daten sicher in Nanomagnete einzuschreiben und wieder auszulesen. Allen gemeinsam ist die Notwendigkeit, die Nanomagnete dazu auf einer Metalloberfläche zu befestigen. Der Kontakt mit der Oberfläche kann die Eigenschaften der Nanomagnete jedoch negativ beeinflussen.

Die rote Kugel symbolisiert ein nanoskaliges System, z.B. ein Molekül, mit einem magnetischen Moment (rote Pfeile). Durch die Nähe zu einem Ferromagneten (violetter Quader) kann sich eine Barriere bilden (rote Kurve), die einem Umklappen des magnetischen Moments entgegenwirkt

Abb.: Die rote Kugel symbolisiert ein nanoskaliges System, z.B. ein Molekül, mit einem magnetischen Moment (rote Pfeile). Durch die Nähe zu einem Ferromagneten (violetter Quader) kann sich eine Barriere bilden (rote Kurve), die einem Umklappen des magnetischen Moments entgegenwirkt. (Bild: FZ Jülich)

Physiker des Forschungszentrums Jülich sagen nun vorher, dass der Kontakt zu bestimmten Metallen den Nanomagneten dagegen eine positive Eigenschaft verleihen kann. Die Forscher haben berechnet, wie ferromagnetische Materialien, zu denen etwa Eisen oder Kobalt zählen, die ihnen innewohnende Anisotropie auf Nanomagnete aus verschiedensten Materialien übertragen können. Bisher dachte man, Nanomagnete könnten diese Eigenschaft nur dann ausbilden, wenn sie eine geeignete atomare Struktur aufweisen. Anisotropie bewirkt eine Stabilisierung des Magnetismus entlang einer Vorzugsrichtung. Damit ist sie eine Grundvoraussetzung, um Nanomagnete zum Speichern von magnetischen Informationen nutzen zu können.

Nach Einschätzung der Jülicher Wissenschaftler lassen sich Nanomagnete als Informationsspeicher einfacher herstellen, wenn sie auf der Oberfläche von ferromagnetischen Materialien befestigt sind. Ein weiterer Vorteil der auf diese Weise hergestellten Nanomagnete soll sein, dass sie sich elektrisch schalten lassen. Bei den herkömmlichen Nanomagneten ist dazu ein vergleichsweise langsames, von außen angelegtes Magnetfeld nötig.

FZ Jülich / OD

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