Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Technik zum Abbilden und Manipulieren kleinster Magnete

29.08.2012
Wird ein hohes elektrisches Feld an eine scharfe Magnetnadel angelegt, so lösen sich Elektronen heraus, die einen Stromfluss erzeugen.
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.

a) Eisen-Nanomagnete (entsprechend ihrer Magnetisierung grün und rot eingefärbt) b) Zur Manipulation wird eine magnetische Nadelspitze über den Nanomagneten positioniert und dieser mit spin-polarisierten feld-emittierten Elektronen beschossen. Das nach der Manipulation aufgenommene Bild zeigt in der Tat, dass der Nanomagnet seine Magnetisierung umgekehrt hat, d.h. von "grün" nach "rot" geschaltet hat.

A. Schlenhoff, Universität Hamburg

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

Heiko Fuchs | idw
Weitere Informationen:
http://www.nanoscience.de/
http://www.sfb668.de/
http://www.nanoscience.de/lexi

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Magnetische Sensoren ermöglichen richtungsabhängige Temperaturmessung
19.10.2018 | Universität Greifswald

nachricht Mission BepiColombo: Jenaer Sensor hilft, Geheimnisse des Merkur zu entschlüsseln
19.10.2018 | Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Auf dem Weg zu maßgeschneiderten Naturstoffen

Biotechnologen entschlüsseln Struktur und Funktion von Docking Domänen bei der Biosynthese von Peptid-Wirkstoffen

Mikroorganismen bauen Naturstoffe oft wie am Fließband zusammen. Dabei spielen bestimmte Enzyme, die nicht-ribosomalen Peptid Synthetasen (NRPS), eine...

Im Focus: Größter Galaxien-Proto-Superhaufen entdeckt

Astronomen enttarnen mit dem ESO Very Large Telescope einen kosmischen Titanen, der im frühen Universum lauert

Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Olga Cucciati vom Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) Bologna hat mit dem VIMOS-Instrument am Very Large...

Im Focus: Auf Wiedersehen, Silizium? Auf dem Weg zu neuen Materalien für die Elektronik

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz haben zusammen mit Wissenschaftlern aus Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgarien) und Madrid (Spanien) ein neues, metall-organisches Material entwickelt, welches ähnliche Eigenschaften wie kristallines Silizium aufweist. Das mit einfachen Mitteln bei Raumtemperatur herstellbare Material könnte in Zukunft als Ersatz für konventionelle nicht-organische Materialien dienen, die in der Optoelektronik genutzt werden.

Bei der Herstellung von elektronischen Komponenten wie Solarzellen, LEDs oder Computerchips wird heutzutage vorrangig Silizium eingesetzt. Für diese...

Im Focus: Goodbye, silicon? On the way to new electronic materials with metal-organic networks

Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) in Mainz (Germany) together with scientists from Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgaria) and Madrid (Spain) have now developed and characterized a novel, metal-organic material which displays electrical properties mimicking those of highly crystalline silicon. The material which can easily be fabricated at room temperature could serve as a replacement for expensive conventional inorganic materials used in optoelectronics.

Silicon, a so called semiconductor, is currently widely employed for the development of components such as solar cells, LEDs or computer chips. High purity...

Im Focus: Blauer Phosphor – jetzt erstmals vermessen und kartiert

Die Existenz von „Blauem“ Phosphor war bis vor kurzem reine Theorie: Nun konnte ein HZB-Team erstmals Proben aus blauem Phosphor an BESSY II untersuchen und über ihre elektronische Bandstruktur bestätigen, dass es sich dabei tatsächlich um diese exotische Phosphor-Modifikation handelt. Blauer Phosphor ist ein interessanter Kandidat für neue optoelektronische Bauelemente.

Das Element Phosphor tritt in vielerlei Gestalt auf und wechselt mit jeder neuen Modifikation auch den Katalog seiner Eigenschaften. Bisher bekannt waren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Natürlich intelligent

19.10.2018 | Veranstaltungen

Rettungsdienst und Feuerwehr - Beschaffung von Rettungsdienstfahrzeugen, -Geräten und -Material

18.10.2018 | Veranstaltungen

11. Jenaer Lasertagung

16.10.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Ultraleichte und belastbare HighEnd-Kunststoffe ermöglichen den energieeffizienten Verkehr

19.10.2018 | Materialwissenschaften

IMMUNOQUANT: Bessere Krebstherapien als Ziel

19.10.2018 | Biowissenschaften Chemie

Raum für Bildung: Physik völlig schwerelos

19.10.2018 | Bildung Wissenschaft

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics