Zentrum für Spintronik entsteht
Mehr als eine Million Euro Förderung für Forschung zu Nanomagneten an der Universität Bielefeld.
Heutige Technik kommt ohne Magnete nicht mehr aus. Bordcomputer im Auto können zum Beispiel dank magnetischer Messung prüfen, ob einzelne Räder blockieren, und verlangsamen im Notfall den Antrieb. Physiker der Universität Bielefeld arbeiten an den Sensoren für solche Messungen. Künftig experimentieren sie im neuen „Center for Spinelectronic Materials and Devices“ (Zentrum für Spinelektronische Materialien und Geräte) der Universität Bielefeld. Das Wissenschaftsministerium Nordrhein-Westfalen hat jetzt finanzielle Unterstützung für den Aufbau des Zentrums zugesagt: 340.000 Euro aus dem Strukturfonds der Europäischen Union. Hinzu kommt gut eine Million Euro Förderung, die die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler über Projekte eingeworben haben.
Abb.: Mit einer Sputter-Anlage stellen die Forscher um Günter Reiss ihre Nano-Magnetschichten her. (Bild: U. Bielefeld)
Die zusätzlichen Mittel stammen aus dem Forschungsprogramm der Europäischen Union und einem Projekt der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). So stehen bis 2016 insgesamt mehr als 1,35 Millionen Euro für das neue Zentrum zur Verfügung. „Ziel ist die Erforschung neuer magnetischer Materialien und die Realisierung neuer Prototypen für Datenspeicherung und Sensortechnik“, sagt Günter Reiss, der künftige Leiter der Einrichtung.
Die Spinelektronik nutzt – zusätzlich zu Ladung – den Spin der Elektronen zur Informationsvermittlung. Reiss und seine Kollegen stellen extrem dünne Schichten her, die dementsprechend magnetische Eigenschaften haben. Um die Schichten mit unterschiedlichen Fähigkeiten auszustatten, kombinieren sie ferromagnetisches Material wie Eisen, Nickel und Kobalt mit nichtmagnetischem wie Kupfer und Aluminiumoxid. Für die Herstellung der Nano-Schichten soll das Zentrum eine neue Sputter-Anlage bekommen: Sie kann die Schichtdichte Atom-genau kontrollieren.
Das Spinelektronik-Zentrum soll eng mit anderen führenden Forschungseinrichtungen zusammenarbeiten – unter anderem mit der Tohoku University in Japan und der University of York in England. Auch mit dem weltgrößten Chip-Hersteller Intel werden die Bielefelder Magnetforscher kooperieren.
Intel will, wie auch seine Mitbewerber, Arbeitsspeicher herstellen, die kleiner sind als heutige Varianten. Je kleiner die Schaltkreise in solchen Datenspeichern sind, desto weniger Energie brauchen sie. Reiss und sein Team machen sich zunutze, dass sich in optimierten ferromagnetischen Stoffen mikroskopisch kleine magnetisierte Bereiche – die magnetischen Domänen – erzeugen lassen, die besonders langzeitstabil sind. Mit dieser Methode können Informationen langfristig gespeichert werden.
Darüber hinaus soll in dem Zentrum unter anderem Forschung zu Drehwinkel-Sensoren stattfinden. Solche Sensoren nutzen zum Beispiel Navigationssysteme im Auto und in Handys, um Richtungsänderungen festzustellen. Wie ein Kompass erfassen die Sensoren das Erdmagnetfeld und können so Positionsänderungen messen. „Heutzutage sind Drehwinkel-Sensoren noch störanfällig, sodass mitunter mehrdeutige oder keine Messdaten erfasst werden“, sagt Reiss. Zusammen mit seinen Kolleginnen und Kollegen arbeitet er deswegen daran, die Genauigkeit der Sensoren zu erhöhen.
U. Bielefeld / PH
