Nano-Magnetschalter Marke Eigenbau
Ein französisch-deutsches Team entwickelt einen organischen, selbst-organisierenden magnetischen Schalter.
Ein französisch-deutsches Team entwickelt einen organischen, selbst-organisierenden magnetischen Schalter.
Magnetische Moleküle sind potenzielle Bausteine für spintronische Geräte, mit denen sich Datenkapazitäten und Verarbeitungsgeschwindigkeit in der Informationstechnologie erheblich steigern lassen. Gemeinsam mit Experten aus Grenoble und Straßburg haben Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) einen Nano-Magnetschalter konstruiert – der sich teilweise selbst zusammenbaut: Das Forscherteam um Mario Ruben vom KIT brachte synthetische Haftgruppen so an Magnetmoleküle an, dass diese von selbst an der richtigen Position auf einer Nanoröhre andocken. In der Natur entstehen in einem ähnlich selbst-organisierenden Prozess beispielsweise Blätter einer Pflanze.
Abb.: „Selbstorganisiert“ zum Nano-Schalter: Magnetische Moleküle (grün) ordnen sich auf einer Kohlenstoffnanoröhre (schwarz) an, um ein elektronisches Bauteil zu bilden. (Grafik: C. Gruppe, KIT)
Eine weitere Besonderheit des Schalters ist, dass er nicht wie konventionelle elektronische Bauteile aus anorganischen Materialien wie Silizium, Metallen, Oxiden oder ähnlichem besteht, sondern aus weichen Materialien wie Kohlenstoffnanoröhren und großen, flexiblen Molekülen.
Magnetisch daran ist nur ein einzelnes Metallatom, Terbium, eingebettet in zwei Phthalocyanin-Gruppen. Das Terbium reagiert hochempfindlich auf externe Magnetfelder und beeinflusst den Stromfluss im Kohlenstoffnanoröhrchen. Bei Temperaturen unter einem Kelvin ergibt sich ein Verhältnis im Magnetowiderstand von 300 Prozent. So gelang es der CNRS-Forschungsgruppe um Wolfgang Wernsdorfer in Grenoble, das magnetische Umfeld des Nano-Schalters elektrisch auszulesen. Dies ermöglicht prinzipiell den Zugang zu höheren Speicherdichten und leistungsfähigere Methoden der Informationsverarbeitung z. B. in Quantencomputern. Das Konsortium arbeitet nun darauf hin, die Arbeitstemperaturen des Bauteils zu steigern.
KIT / OD
Weitere Infos:
- M. Urdampilleta et al.: Supramolecular spin valves, Nature Materials (2011)
doi: 10.1038/nmat3050 - Gruppe von Mario Ruben am KIT
- Nanospintronics and Molecular Transport, Institut Néel, CNRS Grenoble
