Nanomagnete einfacher herstellen und schneller schalten
Jülicher Forscher schlagen vor, Informationsbits zukünftig mithilfe eines neuen Effekts in Nanomagneten zu speichern. So funktioniert es: 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. Es stabilisiert sich stattdessen entlang einer Vorzugsrichtung (schwarz gestrichelte Linie), ohne eine der beiden Richtungen zu bevorzugen. Durch diesen Effekt lassen sich Bits in den beiden Zuständen „up“ und „down“ sicher speichern. <br>Quelle: Forschungszentrum Jülich<br>
Neue Erkenntnisse Jülicher Physiker zeigen, dass sich Speicherbausteine aus solchen Nanomagneten deutlich einfacher herstellen und schneller schalten lassen als bisher gedacht.
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.
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, dass ferromagnetische Materialien, zu denen etwa Eisen oder Kobalt zählen, die ihnen innewohnende sogenannte 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, dass der Magnetismus entlang einer Vorzugsrichtung stabilisiert wird. Damit ist sie eine Grundvoraussetzung, um Nanomagnete zum Speichern von magnetischen Informationen nutzen zu können.
Nach Einschätzung der Jülicher Wissenschaftler lassen sich also Nanomagnete als Informationsspeicher einfacher herstellen, wenn sie auf der Oberfläche von ferromagnetischen Materialien befestigt werden.
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.
Originalveröffentlichung:
Spintronic magnetic anisotropy. M. Misiorny. M. Hell, and M. R. Wegewijs. Nature Physics, published online 6 October 2013;
DOI: 10.1038/nphys2766
Link zum Artikel:
http://dx.doi.org/10.1038/nphys2766
Weitere Informationen:
Peter Grünberg Institut – Theoretische Nanoelektronik (PGI-2/IAS-3):
http://www.fz-juelich.de/pgi/pgi-2/DE/Forschung/forschung_node.html
Young Investigators Group „Single molecule quantum transport“:
http://www.physik.rwth-aachen.de/institute/theorie-a/forschung/arbeitsgruppe-wegewijs/
DFG Research Unit 912 „Coherence and relation properties of electron spins”:
http://www.spintransport.de/projects.php
Media Contact
Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.deAlle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie
Von grundlegenden Gesetzen der Natur, ihre elementaren Bausteine und deren Wechselwirkungen, den Eigenschaften und dem Verhalten von Materie über Felder in Raum und Zeit bis hin zur Struktur von Raum und Zeit selbst.
Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Astrophysik, Lasertechnologie, Kernphysik, Quantenphysik, Nanotechnologie, Teilchenphysik, Festkörperphysik, Mars, Venus, und Hubble.
Neueste Beiträge
Anlagenkonzepte für die Fertigung von Bipolarplatten, MEAs und Drucktanks
Grüner Wasserstoff zählt zu den Energieträgern der Zukunft. Um ihn in großen Mengen zu erzeugen, zu speichern und wieder in elektrische Energie zu wandeln, bedarf es effizienter und skalierbarer Fertigungsprozesse…
Ausfallsichere Dehnungssensoren ohne Stromverbrauch
Um die Sicherheit von Brücken, Kränen, Pipelines, Windrädern und vielem mehr zu überwachen, werden Dehnungssensoren benötigt. Eine grundlegend neue Technologie dafür haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Bochum und Paderborn entwickelt….
Dauerlastfähige Wechselrichter
… ermöglichen deutliche Leistungssteigerung elektrischer Antriebe. Überhitzende Komponenten limitieren die Leistungsfähigkeit von Antriebssträngen bei Elektrofahrzeugen erheblich. Wechselrichtern fällt dabei eine große thermische Last zu, weshalb sie unter hohem Energieaufwand aktiv…
