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Integrierte induktive Referenzproben für den Nanomagnetismus

10.12.2010

Nanomagnetische Bauelemente und Systeme haben in vielen Anwendungen des täglichen Lebens eine zentrale Funktion. So speichern nicht nur Computer, sondern auch digitale Kameras oder Fernsehrecorder ihre Daten häufig auf Festplatten in Form kleinster magnetischer Strukturen. Die Geschwindigkeit, mit der die Daten auf solchen Festplatten abgelegt werden können, hängt von den dynamischen Eigenschaften der in den Festplatten verwendeten magnetischen Filme ab. Die zuverlässige Messung dieser dynamischen Eigenschaften ist für die zukünftige Entwicklung noch schnellerer magnetischer Bauteile daher besonders wichtig.
Ziel des Europäischen Forschungsprojekts „NanoSpin“ ist es, Messmethoden für verschiedene technisch relevante magnetische Eigenschaften magnetischer Dünnfilme und magnetischer Nanostrukturen zu entwickeln. In einer Teilaufgabe des Projekts befasst man sich dabei mit der validierten, und damit zuverlässigen Messung der schnellen Dynamik magnetischer Dünnfilme.
In diesem Teilbereich wurden in einer Zusammenarbeit der Arbeitsgruppe Nanomagnetismus der PTB und des italienischen Metrologieinstitutes INRIM nun erstmals ein neuartiger Typ von Referenzproben zur induktiven Messung der dynamischen Eigenschaften im Gigahertz-Frequenzbereich entwickelt. In den neuen Referenzproben ist der zu untersuchende magnetische Film in einen nichtmagnetischen Wellenleiter gekapselt. Dies ermöglicht eine Messung der dynamischen Eigenschaften, die nicht durch Umgebungseigenschaften wie z.B. die Luftfeuchtigkeit beeinflusst werden kann. Die hohe Qualität dieser neuartigen Referenzproben wurde durch vergleichende Messungen an den beiden Partnerinstituten bestätigt. Solche Referenzproben könnten zukünftig zur abgesicherten Messung dynamischer Eigenschaften, z.B. in der industriellen Qualitätskontrolle, zum Einsatz kommen.

 


Bild 1:
Prinzipskizze einer Referenzprobe zur Messung der dynamischen Eigenschaften magnetischer Dünnfilme. Der magnetische Dünnfilm (z.B. eine Nickel-Eisen-Legierung) ist, geschützt vor Umwelteinflüssen, unter der mittleren Leiterbahn eines so genannten koplanaren Hochfrequenz-Wellenleiters verborgen. Über die Messung der Hochfrequenzeigenschaften des Wellenleiters können die dynamischen Eigenschaften des magnetischen Dünnfilms bestimmt werden.

 

 

 

Ansprechpartner: Hans W. Schumacher
Fachbereich 2.5:  Halbleiterphysik und Magnetismus