Nanodots für magnetische Speichermaterialien mit hoher Dichte
Neueste Entwicklungen von nanometergroßen Strukturen, wie Nanodots, haben gezeigt, dass sie im Vergleich zu traditionellen Materialien enorme Vorteile aufweisen. Obwohl die technologischen Schwierigkeiten noch nicht überwunden sind, entwickeln sich Nanostrukturen immer mehr zum Schwerpunkt bei neuen Materialentwicklungen und computergestützten Ansätzen zur Erforschung ihrer individuellen Eigenschaften. Das Projekt "Bridging atomistic to continuum - multiscale investigation of self-assembling magnetic dots during Epitaxil growth" (Magdot, Von der Atomistik zum Kontinuum – Mehrskalenuntersuchungen von sich selbstorganisierenden magnetischen Dots während des Epitaxialwachstums) untersuchte die Selbstorganisation von magnetischen Nanodots und die Bedeutung der Materialien, die für dieses Phänomen maßgeblich sind. Die Studie verwendete einen integrierten Ansatz, der den Bereich von atomistischen zu kontinuierlichen Skalen umfasst. Sie konzentrierte sich auf die Entwicklung von Modellen, die die Konstruktionsgrundprinzipien von neuen magnetischen Speichermaterialien mit Super-High-Density ermöglichten. Aufgrund der Erfolge im Bereich der elektronischen und optoelektronischen Anwendungen schlug Magdot eine computergestützte Studie der nanoskaligen Selbstorganisation von magnetischen Dots während der Heteroepitaxie vor. Mit dieser Methode wurde eine monokristalline Schicht auf ein monokristallines Substrat aufgebracht (Epitaxie). Dazu verwendete man Materialien, die sich voneinander unterscheiden. Das Verstehen der Dot-Formationen, das durch computergestützte Ansätze und experimentelle Validierung verbessert wurde, kann die Entwicklung von Verarbeitungsmethoden vorantreiben, die reguläre Anordnungen von magnetischen Nanodots hervorbringen. Dies ist für die nächste Generation von magnetischen Speichermaterialien von großer Bedeutung. Die Fähigkeit, ein Bit Information auf einer einzigen nanogroßen Insel zu speichern, kann die Speicherdichte im Vergleich zu herkömmlichen magnetischen Dünnschichtdatenträgern bis um den Faktor 100 steigern. Für die Entwicklung solcher Materialien ist jedoch ein reguläres Muster von nanogroßen magnetischen Dots erforderlich. Bis jetzt haben die Projektpartner vollkommen neue Berechnungen für verschiedene Faktoren, wie Oberflächenenergien, Oberflächenspannung und die Evolution nanostruktureller Morphologie und Zusammensetzung, während des zur Selbstorganisation führenden Prozesses erstellt. Die Aktivitäten von Magdot sollten herausfinden, wie das Zusammenspiel von kinetischen und thermodynamischen Effekten zur nanostrukturellen Formation führt und welche Faktoren die räumliche Verteilung und die Größenverteilung steuern. Erfolge in diesen immer noch rätselhaften Bereichen können die Entwicklung von integrierten computergestützten Modellen vereinfachen, die benötigt werden, um sich selbst organisierende Anordnungen von magnetischen Dots in großem Umfang herzustellen.
