Material für Datenspeicher der Zukunft - Siliziumchip-Alternative nutzt Elektronen-Spin

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Co2Cr0.6Fe04A1 ist die Formel für ein Material, aus dem in Zukunft vielleicht noch kleinere Datenspeicher mit noch höherer Speicherdichte gebaut werden können. Forscher der Johannes Gutenberg-Universität Mainz haben die neue Verbindung bei der Suche nach magnetischen Materialien entdeckt, die die bisherige Elektronik auf Basis von Siliziumchips ersetzen könnten.

Die Spin-Elektronik oder Spintronik verfolgt seit kurzem ein neues Konzept zur Verarbeitung von Daten, bei dem nicht nur die elektronische Ladung, sondern auch die Eigenrotation von Elektronen genutzt wird. Dieser so genannte "Spin" stellt eine Drehung des Elektrons um ihre eigene Achse dar. Je nachdem ob die Drehung im Uhrzeigersinn oder gegen ihn erfolgt, ist von "Spin Up" oder "Spin Down" die Rede.

Für einen praktischen Nutzen soll das neue Material über eine möglichst hohe Spinpolarisation verfügen. Das bedeutet, dass sich möglichst viele Elektronen in der gleichen Richtung ausrichten. Gleichzeitig muss das Material eine hohe Spinpolarisation an der "Fermi-Kante" aufweisen. Das ist eine Art Trennlinie zwischen mit Elektronen besetzten und unbesetzten Zuständen.

"Das Traummaterial für die Spinotronik würde eine 100prozentige Spinpolarisation an der Fermi-Kante zeigen", erklärt Claudia Felser von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz. "Bis heute hat aber noch kein geeignetes Material den Weg vom Forschungslabor zur technischen Anwendung geschafft", so Felser. Laut der Mainzer Forschergruppe könnte aber die neu entdeckte Verbindung, aufgrund ihres Magnetwiderstandseffektes, das Material für die Bauteile der Zukunft sein.

Die entdeckte Verbindung könnte beispielsweise bei Leseköpfen in magnetischen Festplatten, für Positions- und Winkelsensoren und für magnetisch frei adressierbare Speicher eingesetzt werden. Bei Speichermedien könnte damit auf viel weniger Platz viel mehr gespeichert werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Siliziumchips würden Daten auch "fester" gespeichert und daher bei einem Stromausfall nicht verloren gehen. (pte)