25.11.2021

Schnelle spintronische Kopplungen

Auslesemechanismus für ultraschnelle magnetische Datenspeicher nachgewiesen.

In der Spintronik stellt die Verwendung von Antiferro­magneten als aktive Elemente einen neuen Ansatz dar, der ultraschnelle und stabile magnetische Speicherelemente verspricht. Diese Materialien ohne makro­skopische Magne­tisierung, aber mit alternierender Ausrichtung ihrer mikro­skopischen magnetischen Momente, zeichnen sich durch ihre intrin­sische Dynamik im Terahertz-Bereich aus und sie sind zudem unempfindlich gegenüber Magnetfeldern.

Abb.: Schema der Austauschkopplung zwischen einer ferro­magnetischen Schicht...
Abb.: Schema der Austauschkopplung zwischen einer ferro­magnetischen Schicht (o.) und der antiferro­magnetischen Spintronik-Verbindung. (Bild: S: Jenkins)

Für einen techno­logisch relevanten Auslese­prozess in der Spintronik sind jedoch große Magnetowider­standseffekte erforderlich. Das heißt eine Umorientierung der magnetischen Momente sollte mit einer Widerstands­änderungen von mehr als zwanzig Prozent einhergehen. Dies stellt in der antiferro­magnetischen Spintronik eine große Heraus­forderung dar. Nun konnten Wissenschaftler des Instituts für Physik der Johannes Gutenberg-Universität Mainz im Rahmen einer inter­nationalen Koopera­tion nun eine starke Austausch­kopplung von sehr dünnen ferro­magnetischen Schichten an die prototypische antiferro­magnetische Spintronik-Verbindung von Mangan und Gold mit der chemischen Formel Mn2Au nachweisen.

Dies Ergebnis legt die Basis, um die etablierten Auslese­methoden von Ferro­magneten zu nutzen und große Magnetowider­standseffekte auch in der antiferro­magnetischen Spintronik zu erzielen. 

JGU Mainz / JOL

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