[26.11.2008] „Magnetische Heteroschichten“: Unter diesem Titel erforscht der SFB 491 die Grundlagen für zukünftige Informations- und Kommunikationstechnologien – und schlägt damit erfolgreich die Brücke zwischen Halbleitern, Supraleitern und Ferromagneten. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat nun beschlossen, den Sonderforschungsbereich von Januar 2009 an für drei Jahre mit insgesamt rund sechs Millionen Euro weiter zu fördern. Bei einer Begutachtung im August hatte ein internationales Gutachtergremium dem SFB bescheinigt, „hochaktuelle Fragestellungen von weltweitem Interesse und mit visionären Aspekten“ zu bearbeiten. Sprecher des SFB ist der Bochumer Experimentalphysiker Prof. Dr. Dr. h.c. Hartmut Zabel (Fakultät für Physik und Astronomie der RUB), stellvertretender Sprecher ist der Experimentalphysiker Prof. Dr. Michael Farle an der Universität Duisburg-Essen.

Erfolgreiche Arbeit fortsetzen

Im SFB 491 kooperieren die RUB und die Universität Duisburg-Essen, Sprecherhochschule ist Bochum. Durch eine exzellente Vernetzung der verschiedenen Arbeitsgruppen an den beiden Universitäten, die in den Fakultäten für Physik und für Elektrotechnik angesiedelt sind, sei in den letzten drei Jahren hervorragende Arbeit auf einem technologisch zukunftsweisenden und sehr anspruchsvollen Forschungsgebiet geleistet worden, heißt es in der Begutachtung. Mit der nun bewilligten Weiterförderung können die rund 50 Wissenschaftler, die im SFB 491 tätig sind, ihre Arbeit für weitere drei Jahre fortsetzen. Aus den Fördermitteln werden allein 25 Stellen von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern finanziert. In der vierten und damit letzten Förderperiode von 2009 bis Ende 2011 wollen die Partner vor allem die Kooperation mit dem Forschungszentrum Jülich verstärken.

Das Gleichgewicht der Elektronen aufheben

Die heutige Elektronik basiert auf dem Transport und der Steuerung von Ladungsträgern in Halbleitern, wobei die Informationsträger negative oder positive Ladungen sind. Metalle liefern über ihre Zuleitungen den notwendigen Strom. In Zukunft wird sich die Elektronik neben der Ladung zusätzlich den Eigendrehimpuls (Spin) zunutze machen, den jedes Elektron grundsätzlich trägt und daher magnetisch ist. In der herkömmlichen Halbleiterelektronik kann man den Spin noch nicht zur Steuerung verwenden, da gleich viele Elektronen jeder Spinrichtung vorkommen. Schickt man jedoch einen Strom durch eine ferromagnetische Schicht, dann werden die Spins der Elektronen ausgerichtet bzw. polarisiert. Mit Hilfe des spinpolarisierten Stroms kann in neuartigen Bauelementen Information mit hoher Dichte gespeichert werden, hochempfindliche Leseköpfe für Festplatten mit extremer Datendichte werden ebenso möglich wie neue, durch Spininjektion polarisierte Laser.

Neue Schichten und spintronische Materialien

Die Physiker in Bochum und Duisburg-Essen stellen neuartige Schichtkombinationen mit aufwändigen Wachstumsmethoden unter ultrareinen Bedingungen her. Dabei geht es um den Transport und die Manipulation von Elektronenspins, die zu neuartigen physikalischen Phänomenen führen. Die magnetischen Heteroschichten könnten besonders bei der Datenspeicherung, der Magnetfeldsensorik und bei der Steuerung von Datenträgern eingesetzt werden. Die Injektion von Spins beeinflusst zudem optische und supraleitende Eigenschaften. Die Forscher des SFB 491 suchen außerdem nach neuen Wegen, den Spinstrom mit elektrischen Feldern zu steuern, was eine weitere Verkleinerung der Bauelemente ermöglichen würde.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Hartmut Zabel, Fakultät für Physik und Astronomie der Ruhr-Universität Bochum, Tel. 0234/32-23649, E-Mail: hartmut.zabel@rub.de

Internet: http://www.ep4.ruhr-uni-bochum.de/sfb/