Mit Röntgenstrahlen den Magnetismus erforschen

RUB-Sonderforschungsbereich erhält Nachwuchsgruppe / Zusätzliche Förderung durch die DFG für vier Jahre

Der magnetischen Mikroskopie von Nanostrukturen und Heteroschichten widmet sich eine neue Nachwuchsforschergruppe am Sonderforschungsbereich 491 „Magnetische Heteroschichten“ unter der Leitung von Dr. Thomas Eimüller. Die Forscher bedienen sich der Transmissions-Röntgenmikroskopie, um die Eigenschaften von magnetischen Heteroschicht-Systemen zu erforschen. Solche Systeme finden z.B. in Computer-Festplatten oder magnetooptischen Speichermedien Verwendung und sollen die Grundlage einer künftigen, auf Magnetismus basierten Elektronik bilden. Die Nachwuchsgruppe wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft für vier Jahre mit der Option auf ein weiteres Jahr mit 368.000 Euro gefördert.

Computer: Immer kleiner …

Die ständig wachsende Speicherdichte erfordert immer kleinere Strukturen und damit immer leistungsfähigere Mikroskope, um diese zu untersuchen. Da sichtbares Licht für die Nanostrukturen zu „grob“ ist, verwenden die Wissenschaftler intensive, polarisierte Röntgenstrahlung, für die sie an so genannte Synchrotronstrahlungsquellen nach Berlin, Zürich oder nach Berkeley in Kalifornien reisen. Die dortigen Röntgenmikroskope können magnetische Strukturen sichtbar machen, die mehr als tausendmal kleiner sind als ein menschliches Haar.

… und immer schneller

Neben der fortschreitenden Miniaturisierung werden Computer aber auch immer schneller. Um fundamentale Hochgeschwindigkeitsprozesse im Magnetismus untersuchen zu können, wollen die Nachwuchswissenschaftler daher in Bochum eines der weltweit schnellsten Mikroskope bauen. Es verwendet einen Kurzpuls-Laser, der Lichtblitze von zwölf Femtosekunden (Billiardstel Sekunden) erzeugt. „In diesem kaum vorstellbar kurzen Zeitabschnitt durchquert das Licht, das in einer Sekunde fast bis zum Mond fliegt, eine Wegstrecke von nicht einmal vier Tausendstel Millimetern“, verdeutlicht Dr. Eimüller. Er träumt davon, das Mikroskop auch für die Herstellung von dreidimensionalen Kunststoff-Nanostrukturen und zur Untersuchung biologischer Systeme zu verwenden.

Vier Mitarbeiter in der Nachwuchsgruppe

In der Nachwuchsgruppe arbeiten neben dem Gruppenleiter ein Post-Doktorand, ein Doktorand und ein Techniker. Die Nachwuchsgruppe richtet ihre Laborräume am Lehrstuhl für Experimentalphysik/Festkörperphysik ein.

Dr. Thomas Eimüller hat im Juni 2002 in Würzburg in der Gruppe von Frau Prof. Schütz „mit Auszeichnung“ über das Thema „Magnetic imaging of nanostructured systems with Transmission X-ray Microscopy“ promoviert und war von 2003 bis 2004 Postdoc am Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) und an der Advanced Light Source (ALS) in Berkeley, wo er mikroskopische Untersuchungen zur Dynamik magnetischer Systeme durchgeführt hat. Zuletzt war er am Max-Planck-Institut in Stuttgart in der Gruppe von Frau Prof. Schütz verantwortlich für den Aufbau eines Röntgenmikroskops am Berliner Synchrotron BESSY.

Weitere Informationen

Dr. Thomas Eimüller, Fakultät für Physik und Astronomie der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-23648, E-Mail: thomas.eimueller@rub.de