Das Material für die Festplatten von morgen

Foto: Teil einer Festplatte

Derzeit arbeiten die Computer mit ferromagnetischen Speicherelementen. Die Informationen sind über Magnetisierungen kodiert, die je nach Ausrichtung für Null oder Eins stehen. Um dies zu erzeugen und zu lesen ist ein äußeres Magnetfeld notwendig. Manfred Fiebig wies nun nach, dass sich die magnetischen Strukturen auch mit elektrischen Feldern gezielt erzeugen und umorientieren lassen - und zwar mit "Multiferroika". Das sind Materialien, die mehrere Ordnungseigenschaften in sich vereinen, wie den Ferromagnetismus mit der Ferroelektrizität.

Lange hatten Physiker vermutet, dass elektrische und magnetische Eigenschaften von Multiferroika räumlich zusammenhängen. Dr. Manfred Fiebig vom Max-Born-Institut und sein Team machte die Kopplung mit Laserlicht sichtbar.

Für ihre Messungen verwendeten die Wissenschaftler infrarotes Laserlicht. Sie bestrahlten damit Yttriummanganit-Kristalle. Bei einem sehr geringen Teil des eingestrahlten Lichtes halbiert sich durch Kontakt mit den magnetisch oder elektrisch ausgerichteten Bereichen die Wellenlänge. Das austretende Licht ist grün.

"Wir schießen mit einem Laser auf unsere Probe und erhöhen das Energieniveau doppelt, dann messen wir das Licht, das die Probe abstrahlt, wenn die Atome in ihr ursprüngliches Niveau zurückfallen“, erklärt Fiebig.

Eine extrem empfindliche Kamera nimmt dieses Licht auf. Aus der Analyse der unterschiedlichen Schwingungsrichtungen erhalten die Forscher Aufschluss über die magnetische und die elektrische Ausrichtung der verschiedenen Domänen im Kristall.

"Wenn es gelingt, Multiferroika praxistauglich zu machen, dann könnten wir auf wesentlich kleinerem Raum und viel schneller als bisher Daten speichern und wieder auslesen", sagt Fiebig. Noch ist das Zukunftsmusik, weil seine Versuche bei mehr als 260 Grad unter Null in einer Helium-Atmosphäre ablaufen.

COMPAMED.de; Quelle: Forschungsverbund Berlin e.V.