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Kontrolle magnetischer Domänenwände in magnetischen Nanodrähten

22.11.2013

An der PTB wurden magnetische Nanodrähte hergestellt, in denen einzelne magnetische Domänenwände gezielt erzeugt und manipuliert werden können.

Die Integration magnetischer Materialien in elektronische Schaltkreise ist spätestens seit der Entdeckung des Riesen-Magnetowiderstandes (Nobelpreis für Physik 2007) auf dem Vormarsch. Heute spricht man von Spintronik und denkt dabei vor allem an Anwendungen im Bereich der Datenspeicherung und der Sensoren.

Ein zukunftsweisendes Konzept für Datenspeicherung und -verarbeitung ist die Speicherung über sogenannte magnetische Domänenwände in magnetischen Nanodrähten. Stoßen in einem magnetischen Nanodraht zwei Bereiche mit unterschiedlich ausgerichteter Magnetisierung aneinander, so entsteht im Grenzbereich eine magnetische Domänenwand (Bild). In speziell geformten Nanodrähten kann eine solche Domänenwand gezielt über das Anlegen von Magnetfeldern erzeugt und innerhalb des Drahtes verschoben werden. Der Nachweis der Erzeugung der Domänenwand im Draht erfolgt dabei über eine Messung des elektrischen Widerstandes.

Derartige magnetische Nanodrähte konnten nun erstmals im Reinraumzentrum der PTB gefertigt werden. Dafür wurde eine Anlage zum Abscheiden und Ätzen magnetischer Materialien aufgebaut und in Betrieb genommen sowie die entsprechenden Prozesse optimiert. Dank der bereits vorhandenen Lithographie können jetzt sämtliche notwendigen Herstellungsschritte im Reinraumzentrum der PTB durchgeführt werden. Die hergestellten Proben werden nun im Rahmen eines Europäischen Forschungsprojektes durch elektrische Messungen und Simulationen untersucht.

 

 

Abbildung: Computersimulation einer Domänenwand in einem gebogenen magnetischen Nanodraht. Die Farben und Pfeile veranschaulichen die Orientierung der Magnetisierung im Draht. An der Einkerbung wurde eine Domänenwand „gefangen“.

 

 

 

Ansprechpartner: P. Krzysteczko
Fachbereich 2.5: Halbleiterphysik und Magnetismus