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 VLT macht den präzisesten Test von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie außerhalb der Milchstraße
22.06.2018 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

nachricht Neue Phänomene im magnetischen Nanokosmos
22.06.2018 | Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme

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: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

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

Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

22.06.2018 | Materialwissenschaften

Lernen und gleichzeitig Gutes tun? Baufritz macht‘s möglich!

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

GFOS und skip Institut entwickeln gemeinsam Prototyp für Augmented Reality App für die Produktion

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

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