Optische Speicherung in Antiferromagneten gelungen
Internationale Forschung für schnellere und energieeffiziente IT der Zukunft.
Forschenden aus Augsburg und Japan ist ein Durchbruch in der Grundlagenforschung gelungen, die künftige Datenspeicherung revolutionieren könnte: Informationen lassen sich erstmals allein mit Licht in Antiferromagneten schreiben und auslesen. Das neue Verfahren könnte künftig schnellere, energieeffizientere IT-Systeme ermöglichen und optische Kommunikation direkt mit magnetischer Speicherung verbinden.
Antiferromagnetische Materialien gelten als vielversprechend für die nächste Generation von Datenspeichern, da sie besonders schnell reagieren und unempfindlich gegenüber äußeren Störungen sind. Bisher war ihre Anwendung jedoch eingeschränkt, weil sich ihre magnetischen Zustände nur schwer gezielt kontrollieren lassen.
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In Zusammenarbeit mit Forschenden des RIKEN und der Universität Tokyo hat das Forschungsteam um den Experimentalphysiker István Kézsmárki nun ein neues Verfahren entwickelt, das nicht die Polarisation des Lichts, sondern dessen Ausbreitungsrichtung zur Steuerung nutzt. Durch gezielte Bestrahlung kann so zwischen unterschiedlichen magnetischen Zuständen umgeschaltet und Information geschrieben werden. Zusätzlich lässt sich diese Information auch rein optisch wieder auslesen.
Die Methode funktioniert bei Telekommunikationswellenlängen und ist damit kompatibel mit bestehenden optischen Netzwerken. Perspektivisch könnte sie eine direkte Verbindung zwischen Lichtkommunikation und magnetischer Datenspeicherung ermöglichen – schneller und mit deutlich geringerem Energieverbrauch.
Darüber hinaus konnten die Forschenden zeigen, dass sich komplexe magnetische Muster gezielt in das Material einschreiben und stabil speichern lassen. Durch wiederholtes Umschalten mittels Laserlicht bleiben die Informationen dauerhaft erhalten (nichtflüchtig), was eine zentrale Voraussetzung für praktische Speichertechnologien darstellt.
Langfristig eröffnet dieser Ansatz neue Perspektiven für die Entwicklung leistungsfähiger Informationstechnologien: So könnten künftig Daten direkt mit Licht geschrieben und in magnetischen Materialien gespeichert werden, ohne den Umweg über elektrische Signale. Dies verspricht nicht nur deutlich höhere Geschwindigkeiten, sondern auch eine spürbare Reduktion des Energieverbrauchs – etwa in Rechenzentren oder Kommunikationssystemen. Die Ergebnisse könnten damit den Weg für neuartige magnetooptische Speicher sowie innovative, energieeffiziente Informationssysteme ebnen. [U Augsburg / dre]
Weitere Informationen
- Originalpublikation
S. Toyoda, V. Kocsis, Y. Tokunaga, et al., All-optical control of antiferromagnetic domains via an inverse optical magnetoelectric effect, Nat. Mater. 15. Mai 2026; DOI: 10.1038/s41563-026-02608-4 - Workgroup István Kézsmárki, Experimentalphysik V (István Kézsmárki / Felix Büttner), Institut für Physik, Universität Augsburg
