Neuartige Magnetisierung mit Nano-Kügelchen

Der enorme Fortschritt in der Herstellung und Charakterisierung magnetischer Materialien basiert hauptsächlich auf der Fähigkeit, die Eigenschaften magnetischer Systeme durch Strukturierung in alle drei Raumrichtungen maßzuschneidern. Auf der Grundlage dieses Konzepts haben die Bochumer Forscher ein neuartiges magnetisches Gradientenmaterial entwickelt.

Sie ließen eine Lösung aus Polymer-Nanokugeln langsam auf einer glatten Unterlage verdampfen. Dabei ordnen sich die Nanokugeln von selbst regelmäßig auf der Oberfläche an. Auf diese „Kugel-Landschaft“ werden dann abwechselnd dünne Schichten aus Kobalt und Platin aufgedampft. Die Krümmung der Oberfläche der Kugeln sorgt für eine ungleichmäßige Verteilung der aufgedampften Materialien. „Auf den Polen der Kugeln bilden sich dabei relativ dicke Schichten aus, die zum Äquator hin immer dünner werden“, sagt Dr. Eimüller von der RUB. „Es entstehen so voneinander entkoppelte magnetische Inseln.“

Interessant für die Forscher ist besonders die Ausrichtung der Magnetisierung innerhalb dieser Inseln. Während sie an den dicken Stellen der Schicht in der Ebene liegt, weist sie an den dünnen Stellen senkrecht zur Oberfläche. „Das neue Material ändert seine magnetischen Eigenschaften also lokal auf einer Längenskala von nur einigen zehn Millionstel Millimetern“, erklärt Dr. Eimüller.

Normalerweise liegt die Magnetisierung von dünnen magnetischen Schichten in der Ebene. Für eine stabile Magnetisierung ist eine gewisse Größe notwendig, die die Verkleinerung von Chips limitiert. Die senkrechte Magnetisierung ist daher sehr erwünscht: Sie braucht weniger Platz und erlaubt es, mehr Informationen auf kleinerem Raum unterzubringen. (dsc)