Magnetisches Schalten in Rekordzeit
In scheibchenförmigen Magneten mit einer Größe von einem Millionstel Meter kann sich die Magnetisierung spontan zu einem Wirbel anordnen. Solche Wirbel erinnern an alltägliche Phänomene wie Luftströmungen in einem Wirbelsturm. Wie diese besitzen auch magnetische Wirbel ein Zentrum, den so genannten Kern. Er hat einen Durchmesser von etwa zehn Nanometern (weniger als 100 Atomdurchmesser).
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Im Wirbelkern ist die Magnetisierung senkrecht zur Wirbelebene ausgerichtet und zeigt entweder nach oben oder nach unten. Dadurch eignen sich diese Strukturen prinzipiell für Anwendungen als binäre Datenspeicher. Dies umso mehr, als die Richtung der Magnetisierung äußerst stabil ist. Verantwortlich für die hohe Stabilität ist die so genannte Austausch-Wechselwirkung. Wird diese interne Kraft genutzt, ist es möglich, die Magnetisierungsrichtung des Kerns umzukehren, ohne extrem starke Magnetfelder einzusetzen. Das ergeben jedenfalls die Berechnungen der Jülicher Festkörperphysiker.
Mit Hilfe von Computer-Simulationen haben die Wissenschaftler eine Möglichkeit aufgezeigt, Magnet-Kerne mittels sehr kurzer und schwacher magnetischer Pulse umzupolen. Diese Pulse bewirken Prozesse im Inneren der Magnet-Scheibchen, an denen die Austausch-Wechselwirkung einen entscheidenden Anteil hat. Denn deren Stärke sorgt für höchste Geschwindigkeit.