Magnetwirbel: Neue Basis für Datenspeicherung 2.0

Magnetwirbel: Neue Basis für Datenspeicherung 2.0

Skyrmione: In ihnen liegt der Schlüssel zum Speichern (Foto: rug.nl)

Groningen – Frustrierte Magnete, sogenannte Skyrmione können kleine magnetische Wirbel bilden, die für die Speicherung von Daten bestens geeignet sind. Das haben Physiker der Universität Groningen entdeckt. Dies öffnet den Forschern den Weg zur Entwicklung entsprechender Geräte, die Informationen auf eine völlig neue Weise abspeichern.

Frustrierte Magnete
Das Forschungsgebiet von Skyrmionen hat sich in den vergangenen Jahren rapide ausgedehnt. Die sehr kleinen magnetischen Wellen könnten eines Tages Memo-Geräte hervorbringen, die nicht nur neu arbeiten, sondern auch sehr wenig Energie benötigen. Bislang konnte die Produktion von Skyrmionen nur in speziellen Materialien, den chiralen Magneten, nachgewiesen werden. Jedoch noch nicht bei frustrierten Magneten.

«Im normalen Magnet sind die magnetischen Kräfte gut miteinander abgestimmt. In einem frustrierten Magneten konkurrieren parallele Magnetmomente mit Interaktionen, die antiparallele Magnetmomente bevorzugen. «Das bedeutet, dass die magnetischen Momente im Kristall unglücklich sind – sie sind gezwungen, sich zu magnetischen Spiralen aufzuwickeln», so Forscher Maxim Mostovoy von der Universität Groningen.

Nützliche Eigenschaften
Ein Feld transformiert die Spirale in ein magnetisches Kristall aus Skyrmionen, beschreiben die Physiker in ihrem theoretischen Papier. «Zudem haben wir herausgefunden, dass Skyrmione in frustrierten Magneten viel interessantere Eigenschaften haben als Skyrmione in chiralen Magneten», sagt Mostovoy. So können die magnetischen Momente innerhalb des frustrierten Skyrmions rotieren, während sie in chiralen Magneten eher starr sind.

Die Rotation geht mit einem Dipolmoment des Skyrmions einher, der sich für das Ablegen zusätzlicher Informationen nutzen lässt. In chiralen Magneten bewegen sich die Skyrmione aufgrund eines elektrischen Stroms durch das Material. In frustrierten Magneten können sie durch ein elektrisches Feld bewegt werden, was keinen Strom benötigt und daher weniger Energie verbraucht. (pte/mc/ps)

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