Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Das Material für die Festplatten von morgen

19.12.2005


Heisenberg-Stipendiat Dr. Manfred Fiebig bei Justierungsarbeiten am Kurzpulslaser des Max-Born-Instituts in Adlershof. Mit den ultrakurzen Lichtpulsen untersucht Fiebig magnetische Materialien. Foto: Zens


Manfred Fiebigs Erkenntnisse machen den Weg frei für leistungsfähigere und langlebigere Festplatten oder Arbeitsspeicher sowie für bessere Speicherchips. Die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) hat dem 39-Jährigen Forscher aus dem Max-Born-Institut den Walter-Schottky-Preis für seine bahnbrechenden Arbeiten zu magnetoelektrischen Effekten in Multiferroika zuerkannt.


Dr. Manfred Fiebig (39) vom Max-Born-Institut wird mit dem Walter-Schottky-Preis 2006 der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) ausgezeichnet. Der Nachwuchspreis würdigt herausragende Beiträge zur Physik der kondensierten Materie. Durch seine "bahnbrechenden Arbeiten" zu magnetoelektrischen Effekten in Multiferroika habe Fiebig "die Relevanz dieser Materialien für Grundlagenforschung und Anwendungen aufgezeigt, indem er eine Methode zu ihrer spektroskopischen Charakterisierung entwickelte", so die DPG. Die Erkenntnisse des Physikers und seiner beteiligten Kollegen machen den Weg frei für leistungsfähigere und langlebigere Festplatten oder Arbeitsspeicher sowie für bessere Speicherchips. Der Preis ist mit 15.000 Euro dotiert und wird im März 2006 verliehen.

Fiebig und seinen Kollegen gelang erstmals der experimentelle Beweis dafür, dass elektrische und magnetische Eigenschaften von Multiferroika räumlich zusammenhängen. Eine Korrelation dieser Eigenschaften hatten Physiker lange vermutet. Fiebigs Team machte die Kopplung mit Laserlicht sichtbar. Für ihre Messungen verwendeten die Wissenschaftler infrarotes Laserlicht. Sie bestrahlten damit Yttriummanganit-Kristalle. Bei einem sehr geringen Teil des eingestrahlten Lichtes halbiert sich durch Kontakt mit den magnetisch oder elektrisch ausgerichteten Bereichen die Wellenlänge. Das austretende Licht ist grün. "Das kann man sich vorstellen wie in einem Westernfilm", erklärt Fiebig. Ein Scharfschütze schießt auf eine Blechbüchse, die fliegt in die Luft - und er trifft sie ein zweites Mal, so dass sie noch höher fliegt. Fiebig: "Wir schießen mit einem Laser auf unsere Probe und erhöhen das Energieniveau doppelt, dann messen wir das Licht, das die Probe abstrahlt, wenn die Atome in ihr ursprüngliches Niveau zurückfallen."


Eine extrem empfindliche Kamera nimmt dieses Licht auf. Aus der Analyse der unterschiedlichen Schwingungsrichtungen erhalten die Forscher Aufschluss über die magnetische und die elektrische Ausrichtung der verschiedenen Gebiete ("Domänen") im Kristall. Die Arbeiten wurden an der Universität Dortmund bei Prof. Dietmar Fröhlich in Kooperation mit Prof. Roman Pisarev (St. Petersburg) begonnen, dann aber im wesentlichen am Max-Born-Institut im Bereich von Prof. Thomas Elsässer zusammen mit Dr. Thomas Lottermoser durchgeführt.

In Adlershof hat der Heisenberg-Stipendiat Fiebig wesentlich leistungsfähigere Laser als anderswo zur Verfügung. Er und seine Kollegen erforschen damit die Grundlagen für Datenspeicher von morgen. Derzeit arbeiten die Computer mit ferromagnetischen Speicherelementen. Die Informationen sind über Magnetisierungen kodiert, die je nach Ausrichtung für Null oder Eins stehen. Ein Schreib- und Lesekopf kann die magnetischen Strukturen erzeugen und lesen. Dazu ist ein äußeres Magnetfeld notwendig. Manfred Fiebig wies nun nach, dass sich die magnetischen Strukturen auch mit elektrischen Feldern gezielt erzeugen und umorientieren lassen - und zwar bei ganz bestimmten Materialien, den "Multiferroika". Dabei handelt es sich Materialien, die mehrere Ordnungseigenschaften in sich vereinen, etwa den Ferromagnetismus mit der Ferroelektrizität. "Wenn es gelingt, Multiferroika praxistauglich zu machen, dann könnten wir auf wesentlich kleinerem Raum und viel schneller als bisher Daten speichern und wieder auslesen", sagt Fiebig. Noch ist das Zukunftsmusik, weil seine Versuche bei mehr als 260 Grad unter Null in einer Helium-Atmosphäre ablaufen. Multiferroika, die bei Raumtemperatur beschrieben und wieder ausgelesen werden können, sind allerdings in der Entwicklung.

Fiebig ist unterdessen dabei, seine Forschung zu erweitern. Er untersucht jetzt die Geschwindigkeit, mit der sich magnetische Domänen durch Anlegen eines elektromagnetischen Feldes ändern. "Das ist das Einzigartige am MBI", schwärmt Fiebig: "Ich habe meine Probe genommen, bin eine Etage tiefer gegangen und konnte dort im Labor zeitaufgelöste Aufnahmen machen." Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Änderungen im Bereich von Pikosekunden ("zehn hoch minus zwölf" Sekunden) ablaufen. Ein grundlegendes Verständnis der Prozesse könne dazu führen, dass die Schaltzeiten in Rechnern kürzer und Schaltprozesse flexibler werden.

Weitere Informationen:
Manfred Fiebig
Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie
Max-Born-Straße 2A
12489 Berlin
Tel: 030-6392-1404
Mail: fiebig@mbi-berlin.de

Josef Zens | idw
Weitere Informationen:
http://www.mbi-berlin.de

Weitere Berichte zu: DPG Festplatte Max-Born-Institut Multiferroika

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Mikroplastik in Meeren: Hochschule Niederrhein forscht an biologisch abbaubarer Sport-Kleidung
18.09.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Flexibler Leichtbau für individualisierte Produkte durch 3D-Druck und Faserverbundtechnologie
13.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Höher - schneller - weiter: Der Faktor Mensch in der Luftfahrt

20.09.2017 | Veranstaltungen

Wälder unter Druck: Internationale Tagung zur Rolle von Wäldern in der Landschaft an der Uni Halle

20.09.2017 | Veranstaltungen

7000 Teilnehmer erwartet: 69. Urologen-Kongress startet heute in Dresden

20.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Drohnen sehen auch im Dunkeln

20.09.2017 | Informationstechnologie

Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen

20.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein

20.09.2017 | Energie und Elektrotechnik