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FP6

BMR — Ergebnis in Kürze

Project ID: 505282
Gefördert unter: FP6-NMP

Die nächste Generation magnetischer Datenspeicher auf den Weg bringen

Die Elektronikindustrie hat gigantische Erfolge bei der Leistungssteigerung von Produkten durch Verkleinerung der Bauelemente erreicht. EU-finanzierte Forscher haben Wichtiges zum technologischen Fortschritt und experimentelle Daten im Bezug auf die Quantenmechanik und die magnetische Datenspeicherung beigetragen.
Die nächste Generation magnetischer Datenspeicher auf den Weg bringen
Da man sich langsam den physikalischen Grenzen der Größenreduzierung annähert und die maximale Speicherkapazität auf Festplatten durch die Größe der Magnetpartikel auf der Oberfläche der Platte begrenzt ist, ist nun das Phänomen des sogenannten ballistischen Magnetowiderstands in den Mittelpunkt des Interesses gerückt.

Der ballistische Magnetowiderstand bezieht sich auf einen quantenmechanischen Effekt in Bezug auf einen Eigendrehimpuls oder Spin eines Elektrons, der das Elektron praktisch in eine winzige Kompassnadel verwandelt. So sorgt eine Erhöhung oder Verringerung des elektrischen Widerstands in einem angelegten Magnetfeld für eine Wahrnehmung hin Größenordnungen ähnlich jener, wie auch magnetische Teilchen auf einer Festplatte reagieren.

Obgleich das Forschungsfeld geradezu blüht, gibt es viele Widersprüche und experimentelle Schwierigkeiten - dabei bleibt Skepsis nicht aus.

Europäische Forscher initiierten das BMR-Projekt ("Ballistic magnetoresistance in thin film nanocontacts"), um dem Stand der Technik entsprechende Nanofertigungsverfahren zu entwickeln, diese zusammen mit der Dünnschichtabscheidung anzuwenden, um Dünnschicht-Nanoverengungen (im Wesentlichen Wellenleiter für die Elektronen) zu erzeugen, und das ballistische Magnetowiderstandsverhalten an diesen verschiedenen Nanokontakten zu untersuchen.

Den Forschern gelang der erfolgreiche Einsatz der Nanofertigung mittels fokussierter Ionenstrahlen, um CIP- (current-in-plane) und CPP-Dünnschicht-Nanoverengungen (current-in-plane) zu produzieren und charakterisierten den im Nanobereich stattfindenden Spintransport in diesen Bauelementen.

Die Analyse der ausführlichen experimentellen Daten konnte die Existenz von ballistischem Magnetowiderstand in diesen Bauelementen nicht bestätigen. Vielmehr widersprachen die experimentell gewonnenen Daten in Bezug auf die Verengungsgröße den BMR-Vorhersagen auf Grundlage der derzeit zum ballistischen Magnetowiderstand geltenden Theorie.

Die BMR-Resultate liefern nun einen wichtigen Beitrag zum Thema Nanofertigungsverfahren, die einer neuen Generation von Transistoren zum Durchbruch verhelfen könnten. Überdies weiteten die Forscher die experimentelle Datenlage aus, die zum Prüfen der BMR-Theorien erforderlich ist, und förderten ein besseres Verständnis sowie eine qualifiziertere Ausnutzung quantenmechanischer Phänomene.

Kontinuierlich fortgesetzte Forschung sollte im Folgenden den Weg hin zu neuen Datenspeichern, spintronischen Bauelementen und Computern eröffnen. Hier zeichnen sich erhebliche Auswirkungen auf die europäische Wirtschaft ab.

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