Spintronik: Höhere Dichte für kleinere Speicher

Diese Art Material wurde von der Arbeitsgruppe unter Leitung von Professorin Claudia Felser vom Fachbereich Chemie und Pharmazie der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz erforscht und ist inzwischen als Patent angemeldet.

Die Spin-Elektronik oder Spintronik verfolgt ein neues Konzept zur Verarbeitung von Daten, bei dem nicht nur die elektrische Ladung, sondern auch die Eigenrotation von Elektronen genutzt wird. Dieser so genannte "Spin" stellt nach Mitteilung der Forscher eine Drehung des Elektrons um die Achse dar. Je nachdem ob die Drehung im Uhrzeigersinn oder gegen ihn erfolgt, ist von "Spin up" oder "Spin down" die Rede.

Für eine praktische Nutzung soll das eingesetzte Material über eine möglichst hohe Spinpolarisation verfügen, das heißt möglichst viele Elektronen sollen sich in der gleichen Richtung ausrichten. Zudem soll es eine hohe Spinpolarisation an der so genannten "Fermi-Kante" aufweisen, an der der Strom geleitet wird.

Vor allem soll die gefundene Substanz die gewünschten Eigenschaften auch bei Raumtemperatur zeigen. Denn für tiefe Temperaturen sind solche Materialien schon bekannt. Die Forscher hoffen, dafür bei halbmetallischen Ferromagneten und insbesondere den Verbindungsklassen Heusler-Verbindung und Doppelperowskite fündig zu werden.

In der Informationstechnologie könnten die neuen Materialien bei Leseköpfen in magnetischen Festplatten, für Positions- und Winkelsensoren und magnetisch frei adressierbare Speicher (der so genannte MRAM oder Magnetic Random Access Memory) zur Anwendung kommen. Bei Speichermedien könnte somit auf viel weniger Platz mehr gespeichert werden und im Gegensatz zu herkömmlichen Siliziumchips würden die Informationen fest gespeichert und bei einem Stromausfall nicht verloren gehen.

Auf der Suche nach neuen magnetischen Materialien, die die bisherige Elektronik auf Basis von Siliziumchips ersetzen könnten, arbeiten nun schon seit einiger Zeit zehn Arbeitsgruppen mit insgesamt 60 Wissenschaftlern der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz und der Technischen Universität Kaiserslautern zusammen. (mst/uba)