Nanomagnete: Nanowissenwissenschaftler auf dem Weg zu neuen leistungsfähigeren Speichermedien

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat an der Universität Bielefeld eine neue Forschergruppe mit dem Titel „Nanomagnete: von der Synthese über die Wechselwirkung mit Oberflächen zur Funktion“ eingerichtet. Dabei geht es in interdisziplinärer Kooperation von Chemikern und Physikern um Forschungen, die auch für die Entwicklung neuer, leistungsfähiger Speichermedien von großer Bedeutung sind.

Nach Moore's Law verdoppelt sich die Speicherdichte und damit die Leistungsfähigkeit von Mikrochips etwa alle zwei Jahre. Allerdings ist, was die bisherigen technischen Verfahren angeht, ein Ende dieser Entwicklung absehbar. Bisher werden Transistoren mit einem Lichtstrahl auf die Speicherchips geätzt. Die Grenze für weitere Miniaturisierungen ist hierbei jedoch durch die Wellenlänge dieses Lichtstrahls vorgegeben. Kleiner geht es nun nur noch, wenn man von dem physikalischen auf ein chemisches Verfahren umstellt und Einzelmolekülmagnete verwendet. Die für die elektronische Datenverarbeitung klassische binäre Codierung (0/1) wird dann über unterschiedliche Molekülzustände erreicht. Dabei macht man sich bei Forschungen zu vielversprechenden Computern der Zukunft den Spin, die Eigenrotation von Elektronen, zunutze.

Ziel der Forschergruppe ist, diese Moleküle zu „adressieren“, ihnen also bestimmte elektronische Eigenschaften zuweisen zu können und damit programmierbar zu machen. Dazu werden Nanomagnete in einer nur ein Molekül dicken „Monoschicht“ angeordnet und analysiert. Mit Hilfe von Strom (Spintronik) werden dabei die magnetischen Eigenschaften der Moleküle ausgelesen. Solche speziellen Einzelmolekülmagnete wurden vom Sprecher der Forschergruppe, dem Chemiker Prof. Dr. Thorsten Glaser, konstruiert.

Die Forschergruppe vereint zwölf Wissenschaftler aus den Fakultäten für Chemie und Physik der Universität Bielefeld mit dem Physiker Prof. Dr. Günter Reiss als stellvertretendem Sprecher sowie vom Physikalischen Institut der Universität Erlangen-Nürnberg (Prof. Dr. Paul Müller, Dr. Konstantin Petukhov) und der Fachhochschule Bielefeld (Prof. Dr. Christian Schröder) und ist auf eine Laufzeit von sechs Jahren ausgelegt. Für die ersten drei Jahre wurden von der DFG über 2,1 Millionen Euro bewilligt. An der Forschergruppe sind auch die renommierten emeritierten Bielefelder Chemiker Prof. Dr. Peter Jutzi und Prof. Dr. Achim Müller beteiligt, denen dazu von der Universität wichtige Unterstützung für ihre Forschungsinfrastruktur bereitgestellt wurde. Eine Besonderheit der Forschergruppe ist ihr interdisziplinäres Graduiertenmodul „Chemie und Physik des Magnetismus“, in dessen Rahmen Doktoranden beider Fächer eine konzertierte Ausbildung zuteil wird. Thorsten Glaser betont, dass es dabei nicht nur um die verbesserte innerwissenschaftliche Kommunikationsfähigkeit über Fächergrenzen hinweg geht, sondern auch um die Fähigkeit, breiteren Bevölkerungskreisen naturwissenschaftliche Zusammenhänge nahe zu bringen.

In ihrem Bewilligungsschreiben stellt die DFG das internationale Niveau der Bielefelder Nanowissenschaften heraus. Der Forschergruppenantrag sei „geprägt von einer intensiven Wechselwirkung zwischen Chemie und Physik mit einer überzeugenden und gelebten Interdisziplinarität“.

Kontakt:
Prof. Dr. Thorsten Glaser
Fakultät für Chemie der Universität Bielefeld
Tel.: 0521/106-6105
E-Mail: thorsten.glaser@uni-bielefeld.de