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Magnetische Nanodrähte für die Nanosensorik

26.11.2014

Magnetische Sensoren finden in den verschiedensten Bereichen ihre Anwendung. Eine wichtige Anwendung nanostrukturierter magnetischer Sensoren ist zum Beispiel die Nutzung als hochempfindlicher Lesekopf in Festplatten. Ein weiteres zukünftiges Anwendungsfeld derartiger Nanosensoren ist die Nutzung in Lab-on-a-Chip-Systemen zur Analytik biologischer und medizinischer Proben.

Ein vielversprechendes neues Sensorkonzept basiert auf der Erzeugung, Manipulation und Detektion einer einzelnen magnetischen Domänenwand in einem magnetischen Nanodraht. Stoßen in einem magnetischen Nanodraht zwei Bereiche mit unterschiedlich ausgerichteter Magnetisierung aneinander, so entsteht im Grenzbereich eine magnetische Domänenwand. In einem gewinkelten Nanodraht (Bild) kann eine solche Domänenwand über das Anlegen von Magnetfeldern erzeugt und in dem Winkel gefangen werden. Die An- oder Abwesenheit der Domänenwand macht sich dabei durch eine Änderung des elektrischen Widerstandes des Drahtes bemerkbar, der über elektrische Kontakte gemessen werden kann.

Die an der PTB gefertigten Nanodrähte wurden im Rahmen einer internationalen Forschungskooperation durch elektrische Messungen und mikromagnetische Simulationen untersucht. Im Rahmen dieser Arbeiten wurde ein Verfahren entwickelt, das die zuverlässige Erzeugung und Löschung der Domänenwand im Drahtwinkel ermöglicht. Die so gezielt erzeugten Domänenwände sollen nun im nächsten Schritt zur Detektion magnetischer Nanopartikel verwendet werden.

 

Abbildung: Gewinkelter magnetischer Nanodraht mit vier elektrischen Kontakten. Im Winkel des Nanodrahtes kann eine magnetische Domänenwand „gefangen“ werden.

 

 

Ansprechpartner: P. Krzysteczko
Fachbereich 2.5:
 Halbleiterphysik und Magnetismus