[23.11.2005] „Magnetische Heteroschichten“: Unter diesem Titel erforscht der Sonderforschungsbereich (SFB) 491 die Grundlagen für zukünftige Informations- und Kommunikationstechnologien - und schlägt damit erfolgreich die Brücke zwischen Halbleiter- und Metallphysik. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat nun beschlossen, den Sonderforschungsbereich von Januar 2006 an für drei Jahre mit insgesamt 5,2 Millionen Euro weiter zu fördern.

Bei einer Begutachtung im Juni hat ein internationales Expertenteam dem SFB bescheinigt, „hochaktuelle Fragestellungen von weltweitem Interesse und mit visionären Aspekten“ zu bearbeiten. Sprecher des SFB ist Professor Dr. Hartmut Zabel (Fakultät für Physik und Astronomie an der Ruhr-Uni Bochum), stellvertretender Sprecher ist der Experimentalphysiker Professor Dr. Michael Farle von der Universität Duisburg-Essen.

Erfolgreiche Arbeit fortsetzen

Im SFB 491 kooperieren die Universität Duisburg-Essen und die RuhrUniversität Bochum. Durch eine exzellente Vernetzung der verschiedenen Arbeitsgruppen an den beiden Universitäten sei in den letzten drei Jahren hervorragende Arbeit auf einem technologisch zukunftsweisenden und sehr anspruchsvollen Forschungsgebiet geleistet worden, heißt es in der Begutachtung. Mit der nun bewilligten Weiterförderung können die rund 50 Wissenschaftler, die im SFB 491 tätig sind, ihre Arbeit für drei Jahre fortsetzen. Aus den Fördermitteln werden allein 27 Stellen von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern finanziert. In der dritten Förderperiode von 2006 bis Ende 2008 wird zum ersten Mal auch das Forschungszentrum Jülich in dem Forschungsverbund mit vertreten sein.

Das Gleichgewicht der Elektronen aufheben

Die heutige Elektronik basiert auf dem Transport und der Steuerung von Ladungsträgern in Halbleitern, wobei die Informationsträger negative oder positive Ladungen sind. Metalle liefern über ihre Zuleitungen den notwendigen Strom. In Zukunft wird sich die Elektronik neben der Ladung zusätzlich den Eigendrehimpuls (Spin) zunutze machen, den jedes Elektron grundsätzlich trägt und daher magnetisch ist. In der herkömmlichen Halbleiterelektronik kann man den Spin noch nicht zur Steuerung verwenden, da gleich viele Elektronen jeder Spinrichtung vorkommen. Erst wenn es gelingt, dieses Gleichgewicht aufzuheben, wird ein Spin-Transport und somit ein sogenannter "Spin-Transistor" möglich.

Neue Schichten ermöglichen Ausnutzung des Spins

Die Physiker in Duisburg-Essen und Bochum stellen neuartige Schichtkombinationen mit aufwändigen Wachstumsmethoden unter ultrareinen Bedingungen her. In allen Fällen geht es um den Transport und die Manipulation von Elektronenspins, die zu neuartigen physikalischen Phänomenen führen. Die magnetischen Heteroschichten könnten besonders bei der Datenspeicherung, der Magnetfeldsensorik und bei der Steuerung von Datenträgern eingesetzt werden. Die Injektion von Spins beeinflusst zudem optische und supraleitende Eigenschaften. Die Forscher des SFB 491 untersuchen daher auch die Möglichkeit eines neuartigen, durch Spininjektion polarisierten Lasers. Außerdem suchen sie nach der experimentellen Umsetzung von theoretisch vorhergesagten supraleitenden Strömen, die durch Polarisation effizienter durch magnetische Barrieren fließen können.

Redaktion: Christoph Lindemann, Tel.: (0203) 379-1489