Ultraschnelle Entmagnetisierung - Dünneres Eisen, stärkere Wirkung
Ein ultrakurzer Laserpuls verändert die magnetische Ordnung einer Eisenschicht. Je dünner die Schicht, desto stärker fällt die Entmagnetisierung aus. Die Grafik zeigt den unterschiedlichen Verlauf bei einer 16 und einer zwei Nanometer dünnen Eisenschicht. (Schematische Darstellung, KI-generiert) © UDE with AI
Je dünner eine Eisenschicht, desto leichter lässt sie sich durch einen Laserpuls entmagnetisieren. Forschende der Universität Duisburg-Essen haben gemeinsam mit dem Helmholtz-Zentrum Berlin und weiteren Partner:innen herausgefunden, warum das so ist: Entscheidend ist die magnetische Ordnung an den Grenzflächen des Materials. Die Erkenntnisse könnten langfristig dazu beitragen, neue Technologien für die magnetische Datenspeicherung zu entwickeln. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Advanced Science veröffentlicht.
Ob Fotos, Videos oder Dokumente: In großen Rechenzentren werden riesige Datenmengen auf Festplatten gespeichert. Dafür nutzen sie winzige magnetische Bereiche, deren Ausrichtung die gespeicherten Informationen bestimmt. Doch wie ließen sich Daten künftig noch schneller speichern?
Ein möglicher Ansatz sind ultrakurze Laserpulse, mit denen sich die magnetische Ordnung von Materialien in kürzester Zeit verändern lässt. Ein Team des Sonderforschungsbereichs 1242 der Universität Duisburg-Essen (UDE) hat deshalb gemeinsam mit dem Helmholtz-Zentrum Berlin untersucht, welchen Einfluss die Dicke einer Eisenschicht auf ihre sogenannte ultraschnelle Entmagnetisierung hat. Dabei verliert das Material durch einen Laserpuls innerhalb kürzester Zeit einen Teil seiner magnetischen Ordnung.
Das Ergebnis: Je dünner die Eisenschicht ist, desto stärker fällt dieser Effekt aus. Bei einer Schichtdicke von nur zwei Nanometern – das entspricht zwei Millionstel Millimetern – war die Entmagnetisierung rund 75 Prozent stärker als bei einer 16 Nanometer dicken Schicht. Und das, obwohl die Stärke der Laseranregung gleich blieb.
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Für ihre Untersuchungen nutzten die Forschenden die spezialisierte FemtoSpeX-Röntgenquelle am Elektronenspeicherring BESSY II des Helmholtz-Zentrums Berlin. Dort lassen sich mithilfe ultrakurzer Röntgenpulse extrem schnelle magnetische Veränderungen beobachten. Die Idee zur Studie, die Herstellung der Proben, die Datenanalyse und die theoretischen Untersuchungen zur magnetischen Ordnung an den Grenzflächen stammen von der UDE, zusammen mit Kollaborationspartner:innen vom Fritz Haber Institut Berlin, der Universität Konstanz, der TH Wildau und dem SLAC National Accelerator Laboratory.
Die Ergebnisse könnten langfristig dazu beitragen, magnetische Speichermedien zu entwickeln, bei denen Informationen mithilfe ultrakurzer Laserpulse geschrieben werden.
Dies ist eine gekürzte Version, den vollständigen Text finden Sie auf der Webseite der Uni Duisburg-Essen.
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