Neue Technik zum Abbilden und Manipulieren kleinster Magnete
Forschern der Universität Hamburg gelang es nun erstmals, diesen physikalischen Effekt der sogenannten „Feldemission“ zum Abbilden und Manipulieren kleinster Magnete zu nutzen, wie die aktuelle Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift „Physical Review Letters“ berichtet.
Hierfür positionierten die Wissenschaftler um Prof. Roland Wiesendanger in ihrem sogenannten „Spin-polarisierten Rasterfeldemissionsmikroskop“ bei -230° Celsius eine Magnetnadel über einen Magneten, der nur aus 50 Eisenatomen besteht. Durch das Anlegen eines elektrischen Feldes lösen sich Elektronen aus der Nadelspitze, werden zum Magneten hin beschleunigt und dringen schließlich in diesen ein. Die Hamburger Forscher konnten so nicht nur seine Magnetisierung auslesen, sondern auch gezielt hin- und herschalten. Der Abstand zwischen der Nadelspitze und dem Magneten beträgt dabei einige Nanometer, was typischen Schreib-Lesekopf-Abständen in heutigen Festplatten entspricht.
Damit erfüllen die Hamburger Experimente die grundlegenden Voraussetzungen für eine Schreib-Lese-Technik, wie sie in einer neuartigen Speichertechnologie mit ultrahoher Datendichte zum Einsatz kommen könnte: Der konventionelle Schreib-Lesekopf würde hierbei durch eine einfache magnetische Nadel ersetzt werden, und digitale Daten würden durch die beschriebene „Feldemission“ ausgelesen und geschrieben. Hierdurch könnte eine gegenüber aktuellen Systemen zehntausendfach höhere Datenkapazität erzielt werden.
Die neuartige Schreib-Lese-Technik basiert dabei auf den mikroskopischen Wechselwirkungsprozessen zwischen dem Magneten und den aus der Nadel gelösten Elektronen: bei niedrigem Emissionsstrom wird der Zustand des Magneten über Leitfähigkeitsmessungen ausgelesen, und bei hohem Emissionsstrom zwingen die Elektronen mit ihrem Eigendrehimpuls (dem sogenannten „Spin“) den Nanomagneten gezielt seine Magnetisierungsrichtung umzukehren. „Durch den lokalen Elektronenbeschuss heizt sich der Nanomagnet zudem beträchtlich auf, was seine Manipulation deutlich erleichtert“, erläutert Dipl.-Physikerin Anika Schlenhoff. Obwohl die Feldemission seit langem routinemäßig in mikroskopischen Abbildungs- und Untersuchungsmethoden zum Einsatz kommt, erlauben erst die neuesten Experimente einen detaillierten Einblick in die Wechselwirkungsprozesse eines Feldemissionsstromes mit einem Magneten auf atomarer Skala.
Weitere Informationen:
Heiko Fuchs
Fachbereich Physik
Universität Hamburg
Jungiusstr. 9a
20355 Hamburg
Tel.: (0 40) 4 28 38 – 69 59
Fax: (0 40) 4 28 38 – 24 09
E-Mail: hfuchs@physnet.uni-hamburg.de
Media Contact
Weitere Informationen:
http://www.nanoscience.de/ http://www.sfb668.de/ http://www.nanoscience.de/lexiAlle 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
Ideen für die Zukunft
TU Berlin präsentiert sich vom 22. bis 26. April 2024 mit neun Projekten auf der Hannover Messe 2024. Die HANNOVER MESSE gilt als die Weltleitmesse der Industrie. Ihr diesjähriger Schwerpunkt…
Peptide auf interstellarem Eis
Dass einfache Peptide auf kosmischen Staubkörnern entstehen können, wurde vom Forschungsteam um Dr. Serge Krasnokutski vom Astrophysikalischen Labor des Max-Planck-Instituts für Astronomie an der Universität Jena bereits gezeigt. Bisher ging…
Wasserstoff-Produktion in der heimischen Garage
Forschungsteam der Frankfurt UAS entwickelt Prototyp für Privathaushalte: Förderzusage vom Land Hessen für 2. Projektphase. Wasserstoff als Energieträger der Zukunft ist nicht frei verfügbar, sondern muss aufwendig hergestellt werden. Das…