Hamburger Forscher beobachten Magnetismus bei einzelnen Atomen

Erstmals beobachteten Physiker der Universität Hamburg die magnetische Ausrichtung einzelner Atome. Mit einem speziell ausgerichteten Rastertunnelmikroskop erkannten sie bei extrem dünnen Schichten eines so genannten anti-ferromagnetischen Materials ein Streifenmuster. Verursacht wurde dies durch die magnetischen Momente benachbarter Atomreihen, die sich immer genau entgegengesetzt ausrichteten. Die Ergebnisse könnten zu einer enormen Erhöhung der Speicherkapazität magnetischer Datenlaufwerke führen.

In Computersimulationen setzten Theoretiker des Forschungszentrums Jülich magnetische Schichten Atom für Atom zusammen. “Wir haben zuerst ein theoretisches Modell dafür entwickelt, wie magnetische Muster auf atomarer Ebene aussehen könnten”, beschreibt Stefan Blügel die aufwändigen Vorarbeiten zu diesen Experimenten. Für die nun beobachteten anti-ferromagnetischen Materialien sagten sie ein typisches Streifenmuster voraus. Grund: auf eine Reihe mit Nord-Süd gerichteten Atomen folgt immer eine Reihe mit Süd-Nord-Ausrichtung.

In Zukunft wollen die Forscher sogar das magnetische Moment von Atomen dreidimensional betrachten. Ausgehend von diesen grundlegenden Experimenten hoffen sie, eines Tages die magnetische Ausrichtung einzelner Atome kontrolliert steuern zu können. Damit ließe sich die Kapazität von heutigen magnetischen Datenspeichern um das hundertmillionenfache steigern. Auf heutigen Festplatten wird ein Bit durch einen magnetisierten Bereich aus rund 100.000.000 Atomen dargestellt.