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 Intel und Universität Luxemburg kooperieren, um selbstfahrende Autos sicherer zu machen
24.11.2017 | Universität Luxemburg - Université du Luxembourg

nachricht Europäisches Konsortium baut effizientestes Rechenzentrum der Welt
22.11.2017 | Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Metamaterial mit Dreheffekt

Mit 3D-Druckern für den Mikrobereich ist es Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gelungen ein Metamaterial aus würfelförmigen Bausteinen zu schaffen, das auf Druckkräfte mit einer Rotation antwortet. Üblicherweise gelingt dies nur mit Hilfe einer Übersetzung wie zum Beispiel einer Kurbelwelle. Das ausgeklügelte Design aus Streben und Ringstrukturen, sowie die zu Grunde liegende Mathematik stellen die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Science vor.

„Übt man Kraft von oben auf einen Materialblock aus, dann deformiert sich dieser in unterschiedlicher Weise. Er kann sich ausbuchten, zusammenstauchen oder...

Im Focus: Proton-Rekord: Magnetisches Moment mit höchster Genauigkeit gemessen

Hochpräzise Messung des g-Faktors elf Mal genauer als bisher – Ergebnisse zeigen große Übereinstimmung zwischen Protonen und Antiprotonen

Das magnetische Moment eines einzelnen Protons ist unvorstellbar klein, aber es kann dennoch gemessen werden. Vor über zehn Jahren wurde für diese Messung der...

Im Focus: New proton record: Researchers measure magnetic moment with greatest possible precision

High-precision measurement of the g-factor eleven times more precise than before / Results indicate a strong similarity between protons and antiprotons

The magnetic moment of an individual proton is inconceivably small, but can still be quantified. The basis for undertaking this measurement was laid over ten...

Im Focus: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mathematiker-Jahrestagung DMV + GDM: 5. bis 9. März 2018 an Uni Paderborn - Über 1.000 Teilnehmer

24.11.2017 | Veranstaltungen

Forschungsschwerpunkt „Smarte Systeme für Mensch und Maschine“ gegründet

24.11.2017 | Veranstaltungen

Schonender Hüftgelenkersatz bei jungen Patienten - Schlüssellochchirurgie und weniger Abrieb

24.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mathematiker-Jahrestagung DMV + GDM: 5. bis 9. März 2018 an Uni Paderborn - Über 1.000 Teilnehmer

24.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Maschinen über die eigene Handfläche steuern: Nachwuchspreis für Medieninformatik-Student

24.11.2017 | Förderungen Preise

Treibjagd in der Petrischale

24.11.2017 | Biowissenschaften Chemie