Rein optische magnetische Aufzeichnung in Entwicklung
Wärmeunterstützte Magnetaufzeichnung (Heat-Assisted Magnetic Recording, HAMR), ein Prozess, bei dem das magnetische Medium erwärmt wird, um seine magnetischen Eigenschaften beim Aufzeichnen zu verbessern, ist eine vielversprechende, aber technisch komplizierte Lösung. Wissenschaftler untersuchten das rein optische Schalten der Magnetisierung bei nanostrukturierten Materialien, um die Aufzeichnungsdichte zu verbessern. Mit Hilfe von EU-Finanzmitteln vereinte das Projekt OP2M (Optical probe and manipulation of magnetization at the nanometer scale) Weltklassewissenschaftler aus Europa und den Vereinigten Staaten. Die Wissenschaftler verwendeten ultrakurze Laserimpulse, um die Magnetisierung in sehr kleinen räumlichen und sehr schnellen zeitlichen Größenordnungen zu erforschen und zu manipulieren. Femtosekundenlaserpulse können die Magnetisierung 1 000 bis 10 000-mal schneller als Magnetfelder oder spinpolarisierte Stromimpulse umkehren, und bilden Berichten zufolge eine äußerst energieeffiziente Verfahrensweise. Daher konzentrierte sich die Forschungsarbeit auf die ultraschnelle Magnetisierungsdynamik im Nanobereich und die rein optische Magnetisierungsschaltung. Ultimatives Ziel des OP2M-Projekts war die technische Entwicklung von Materialien für die rein optische Magnetisierungsschaltung ohne angelegtes Magnetfeld. Die Projektwissenschaftler führten vor, dass eine rein optische Schaltung der Magnetisierung bei mehr als nur ein paar Seltenerd-Übergangsmetalllegierungen erreicht werden kann. Das OP2M-Team zeigte das Phänomen bei einer Vielzahl von Materialien einschließlich Legierungen, Mehrfachschichten und synthetischen Ferromagneten auf. Einen bedeutenden Durchbruch stellte die vollständig optische Magnetisierungsschaltung dar, die erstmals in einem von Seltenen Erden freien heterostrukturierten System realisiert wurde. Insbesondere ließ man mehr als 30 verschiedene Legierungen durch Sputtern schwerer Seltenerdelemente und Übergangsmetalle auf einem Glas- und Tantalsubstrat (Ta) wachsen. Um zu demonstrieren, dass das Phänomen nicht nur bei Materialien auf Basis von Seltenen Erden auftritt, wurden auch synthetische ferromagnetische Heterostrukturen hergestellt. Die OP2M-Projektresultate konnten unser Verständnis für die der rein optischen Magnetisierungsschaltung zugrunde liegenden Mechanismen wesentlich mehren. Zudem geht man davon aus, dass dieses neue Wissen die technische Entwicklung von Materialien fördern wird, die unter Einsatz gut etablierter Dünnschichtverfahren durch rein optische Mittel magnetisch geschaltet werden können. Dieses Projekt hat eine neue Aufgabe für die wärmeunterstützte Magnetaufzeichnung in zukünftigen magnetischen Speichermedien aufgezeigt.
Schlüsselbegriffe
Magnetspeichermedien, Heat-Assisted Magnetic Recording, wärmeunterstützte Magnetaufzeichnung, rein optische Magnetisierungsschaltung, nanostrukturierte Materialien, seltene Erden
