Abbildung des Magnetfeldes einzelner Nanoteilchen

Zur Charakterisierung von nanostrukturierten magnetischen Datenspeichermedien wurde im Laufe der letzten fünf Jahre in der Arbeitsgruppe 2.52 ein Magnetkraftmikroskop aufgebaut. Diese Apparatur erlaubt es, Magnetfelder mit einer räumlichen Auflösung von besser als 20 nm. Die absolute Positionierbarkeit in der Ebene der Probe ist besser als 50 nm. Die ersten Messungen wurden an magnetischen Festplatten durchgeführt. In den Filmstrukturen konnten Domänen mit einer Ausdehnung von weniger als 50 nm sichtbar gemacht werden. In diesem Jahr wurden erstmals mit der Apparatur Messungen an quasi-punktförmigen Strukturen durchgeführt. Dabei handelte es sich um Kobalt-Nanoteilchen mit Durchmessern unter 10 nm. Die Magnetfeldbilder zeigen, dass sich einzelne magnetische Domänen, d.h. abgegrenzte Bereiche mit homogener Magnetisierung, mit Durchmessern von 20 nm bis 100 nm bilden. In einer weiteren Versuchsreihe wurden 30 nm bis 40 nm große Magnetit-Teilchen untersucht, die von einer Lipid-Membran umschlossen sind. Magnetfeldbilder mit einer Auflösung besser als 20 nm zeigen, dass diese Nanoteilchen isoliert oder als Cluster vorliegen können. Sowohl die einzelnen Nanoteilchen als auch die Cluster bestehen aus einer einzelnen magnetischen Domäne. Diese Messungen zeigen, dass das Magnetkraftmikroskop in der Lage ist, das Magnetfeld eines einzelnen Nanoteilchens abzubilden. Isolierte magnetische Nanoteilchen sind besonders interessant für zukünftige Datenspeichermedien, da jedes von ihnen – bei höchster Speicherdichte – als individuell magnetisierbarer Speicher für jeweils ein Bit dienen kann.

Magnetkraftmikroskop