Zwei Millionen Euro für Super-ADAM und ALICE: BMBF fördert neue Instrumente für die Grundlagenforschung der RUB

ADAM und ALICE helfen Physikern der Ruhr-Universität bei der Untersuchung nanomagnetischer Phänomene: Mit Synchrotron- bzw. Röntgenstrahlung gehen die Forscher den magnetischen Materialeigenschaften auf den Grund. Für den Bau des Nachfolgers von ADAM (Advanced Diffractometer for the Analysis of Materials), den SUPER-ADAM am Institut Laue Langevin in Grenoble, und die Weiterentwicklung der Messkammer ALICE am Berliner Synchrotron BESSY hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) jetzt eine Förderung in Höhe von 1,86 Mio. Euro für drei Jahre bewilligt.

Umschalten von magnetischen Nanoschichten ergründen

ADAM ist schon seit rund zehn Jahren im Amt. Schnell nachdem die RUB-Forscher es in Betrieb genommen hatten, erwarb es sich den Ruf als eines der weltbesten Neutronenreflektometer, mit dem man ultradünne magnetische Schichten und Polymerschichten untersuchen kann. Forscher aus der ganzen Welt haben ADAM in der Vergangenheit genutzt. Aus den Experimenten sind weit über 120 Publikationen entstanden und mehr als 20 Doktorarbeiten hervorgegangen. „Trotz des international anerkannten Erfolges ist jetzt ein Neubau dringend nötig, um den Entwicklungen in den letzten Jahren und den zu erwartenden Herausforderungen der Zukunft Rechnung tragen zu können“, so Prof. Dr. Hartmut Zabel (Lehrstuhl für Experimentalphysik IV der RUB). Die Forscher beantragten daher ein neues Neutronenreflektometer der nächsten Generation, welches das BMBF auch bewilligte. In den nächsten drei Jahren wird also ein neues SUPER-ADAM-Neutronenreflektometer am Institut Laue-Langevin aufgebaut werden, welches nach den modernsten Prinzipien konstruiert und den höchsten Anforderungen nach Intensität, Auflösung, und Empfindlichkeit genügen wird. Insbesondere sind damit Untersuchungen zum Umschaltverhalten von nanostrukturierten magnetischen Schichten geplant, die Anwendungen in der magnetischen Datenspeicherung haben.

ALICE: Einzelne Atome untersuchen

Anders als ADAM arbeitet ALICE am Berliner Synchrotron BESSY mit Synchrotronstrahlung. Dabei wird der niederenergetische und zirkular polarisierte Bereich von Röntgenstrahlung genutzt. Die vom Bochumer Team entwickelte Messkammer „ALICE“ hilft magnetische Nanostrukturen untersuchen. „Im Unterschied zur Neutronenuntersuchung wird hier Wert auf das Verhalten einzelner Atome gelegt“, erklärt Prof. Zabel. „Während Neutronen z.B. den Magnetismus einer Legierungsschicht insgesamt analysieren helfen, können die Röntgenstrahlen zwischen den verschiedenen Legierungselementen unterscheiden.“ In Zukunft wird diese Methode noch erheblich erweitert werden, um den Magnetismus mit einer Zeitauflösung im Nanosekundenbereich zu analysieren. Eine Nanosekunde ist die Zeit, die das Licht braucht um nur 30 cm zu durchlaufen. So schnell sind auch die magnetischen Momente in Nanostrukturen. Wenn die Momente aus ihrer ursprünglichen Lage ausgelenkt werden, dann fallen sie in wenigen Nanosekunden wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurück. Diese Geschwindigkeit ist notwendig, um das Lesen und Schreiben von Daten auf Festplatten so schnell wie möglich machen zu können.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Hartmut Zabel, Lehrstuhl für Experimentalphysik / Festkörperphysik der Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, NB 4/125, Tel. 0234/32-23649, Fax: 0234/32-14173, E-Mail hartmut.zabel@rub.de