Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Riesenfortschritt bei magnetischen Speichermedien in Sicht

14.06.2000


Forschern der Universität Hamburg und des Forschungszentrums Jülich ist ein entscheidender Durchbruch bei der Analyse magnetischer Strukturen auf atomarer Skala gelungen. Wie in dem angesehenen amerikanischen Wissenschaftsmagazin "Science" (Ausgabe vom 9. Juni 2000) berichtet, konnte im Rahmen einer Zusammenarbeit der experimentellen Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Roland Wiesendanger vom Zentrum für Mikrostrukturforschung der Universität Hamburg und der Theorie-Arbeitsgruppe von Dr. Stefan Blügel vom Forschungszentrum Jülich erstmals eine einzelne Atomlage eines speziellen mangetischen Materials, bei dem jeweils die einzelnen atomaren Elementarmagnete auf benachbarten Plätzen entgegengesetzt ausgerichtet sind, mit Hilfe eines neuen magnetisch sensitiven und atomar auflösenden Mikroskopieverfahrens direkt abgebildet werden. Damit können nun erstmals neben einzelnen Atomen und einzelnen Elektronenladungen auch die magnetischen Eigenschaften in atomaren Dimensionen sichtbar gemacht werden.

Obgleich dies zunächst einen fundamentalen Beitrag im Bereich der Grundlagenforschung darstellt, zeichnen sich bereits heute enorme Anwendungsziele ab, wenn es gelingt, die magnetischen Strukturen auch auf dieser atomaren Skala gezielt zu verändern. Dann könnte eine vollkommen neue Generation magnetischer Speichermedien verfügbar werden, welche die Kapazität heutiger Speichermedien millionenfach übertrifft.
Grundlage des neuen magnetisch-sensitiven Abbildungsverfahrens stellt das Rastertunnelmikroskop dar, das 1982 von Prof. Gerd Binnig und Dr. Heinrich Rohrer (Nobelpreis für Physik 1986) am IBM Forschungslaboratorium in Zürich entwickelt wurde. Dieses nutzt das Tunneln von Elektronen zwischen einer atomar scharfen Metallspitze und einer leitfähigen Probe bei Abständen im Bereich von millionstel Millimetern, um atomare Landschaften und Elektronenverteilungen in Metallen und Halbleitern direkt zu visualisieren. Dabei werden keine Linsensysteme benötigt wie bei herkömmlichen Mikroskopen. Auch die Energie der Elektronen kann im Vergleich zur herkömmlichen Elektronenmikroskopie und zur Röntgenmikroskopie millionenfach kleiner gewählt werden und schädigt somit nicht das zu untersuchende Material.

Bereits vor zehn Jahren konnte Prof. Roland Wiesendanger - damals noch an der Universität Basel tätig - die Sensitivität dieses Mikroskopieverfahrens auf den sogenannten "Spin" (Eigendrehimpuls) der Elektronen erstmals nachweisen und auf das älteste bekannte magnetische Material (Magnetit) anwenden ("Science" 1992). Die neuen experimentellen Resultate in Hamburg bedeuten jedoch nochmals einen erheblichen Fortschritt bezüglich der Ortsauflösung und Sensitivität. Derzeit gibt es kein konkurrierendes magnetisch-sensitives Abbildungsverfahren, das eine vergleichbare Leistungsfähigkeit aufweist. Entsprechend groß ist das Interesse zahlreicher Firmen, die auf dem Gebiet der Magnetspeichertechnologie sowie der magnetischen Sensorik arbeiten.

Ziel für die Zukunft ist jedoch nicht nur die Nutzung der analytischen Möglichkeiten der neu entwickelten Technik, sondern insbesondere die Konzeption einer vollkommen neuen Generation magnetischer Datenspeicher, bei denen die einzelnen Informationseinheiten (Bits) millionenfach kleiner sind. Um dies zu erreichen, müssen die magnetischen Zustände auf atomarer Skala direkt ausgelesen werden können, was zur Zeit nur in Hamburg beherrscht wird. In enger Kooperation mit der Industrie soll nun dieses neue Speicherkonzept weiter verfolgt werden.


Die Forschungsarbeiten an der Universität Hamburg auf diesem Gebiet werden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (Förderprogramm Nanotechnologie), der Deutschen Forschungsgemeinschaft sowie der Deutsch-Israelischen Wissenschafts-Stiftung finanziert.

Kontakt:
Prof. Dr. Roland Wiesendanger (wiesendanger@physnet.uni-hamburg.de)

Klaus TornierA |

Weitere Berichte zu: Elektron Sensitivität Skala Speichermedien

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Original bleibt Original - Neues Produktschutzverfahren für KFZ-Kennzeichenschilder
19.01.2018 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

nachricht Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab
18.01.2018 | Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH, DFKI

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit dem Betriebsrat von RWG Sozialplan - Zukunftsorientierter Dialog führt zur Einigkeit

19.01.2018 | Unternehmensmeldung

Open Science auf offener See

19.01.2018 | Geowissenschaften

Original bleibt Original - Neues Produktschutzverfahren für KFZ-Kennzeichenschilder

19.01.2018 | Informationstechnologie