Bei der herkömmlichen magnetischen Speicherung wird die Magnetisierung in verschiedenen Domänen eines Kristalls geändert. Unter einer Kristall-Domäne versteht man ein Gebiet, in dem eine Größe wie z. B. die Magnetisierung bei Abwesenheit von äußeren Feldern überall gleich groß ist. Wird nun ein äußeres Magnetfeld angelegt, das parallel zur Ebene der magnetischen Domäne orientiert ist, so ändert sich dessen Magnetisierung innerhalb von wenigen Nanosekunden (der millionste Teil einer Tausendstel Sekunde).
Zur Überraschung der Wissenschaftler zeigte ein senkrecht zur Domänenebene orientiertes Magnetfeld den gleichen Effekt. Hinter diesem Phänomen vermuten die Wissenschaftler einen neuen Mechanismus, bei dem die magnetischen Dipole eine wichtige Rolle spielen.
Ist die Orientierung eines magnetischen Dipols und eines äußeren magnetischen Feldes nicht gleich, so erfährt der Dipol eine Kraft, die ihn in Richtung des äußeren Feldes orientieren will. Der Dipol richtet sich jedoch nicht sofort aus, sondern vollführt eine Kreiselbewegung um seine Achse. Diese Bewegung wird als Präzession bezeichnet. Über die Dynamik, die die Präzessionsbewegung bestimmt, ist bisher wenig bekannt.
Ist das äußere Magnetfeld parallel zur Domänenebene orientiert, so dominiert der Ummagnetisierungsbeitrag der Domäne den der magnetischen Dipole. Um zu verstehen, ob bei einem senkrecht zur Domänenebene orientierten Magnetfeld die Präzession der Dipole eine Rolle spielt, benutzten die Wissenschaftler ein magneto-optisches Mikroskop. Mit diesem konnten sie die Dynamik der Umkehrung der Magnetisierung in einem Kobaltfilm räumlich und zeitlich aufgelöst untersuchen. Dabei beobachteten sie, wie die Präzession die Dipole aus der Ebene des Filmes kippt. Ist das äussere Magnetfeld stark genug, so erfolgt eine Umkehrung des Magnetisierung.
Entscheidend ist, dass dieser Prozess im Vergleich zur Ummagnetisierung einer Domäne tausend Mal schneller abläuft. Gleichzeitig sind die Dipole viel kleiner als die Domänen, die bei herkömmlichen Speichermedien benutzt werden, und ermöglichen so Speichermedien mit einer höheren Dichte.
Katja Bammel, Physicsweb und Science (Vol. 290, S. 492 (2000))
