Forscher vom Max-Born-Institut in Berlin haben zusammen mit Kollegen aus Genf und Bonn eine neue Art von magnetischer Ordnung entdeckt: In einzelnen Bereichen weisen die Spins der Atome dabei nicht wie beim Ferromagnetismus alle in die gleiche Richtung, sondern sind vielmehr in Form eines Wirbels angeordnet. Die Ausrichtung der Wirbel, im oder entgegen dem Uhrzeigersinn, ist dabei für benachbarte Gebiete unterschiedlich. Die Forscher glauben, dass die unterschiedlichen Wirbel bei der Speicherung von Bits in zukünftigen Datenträgern Anwendung finden könnten.
Manfred Fiebig und seinen Kollegen zufolge wären in Form von Wirbeldomänen gespeicherte Bits vor externen Einflüssen sicherer als Bits in herkömmlichen magnetischen oder elektrischen Speicherplatten. Während nämlich in ferromagnetischen Materialien einzelne Bereiche mit Hilfe von Magnetfeldern umgepolt werden können und in ferroelektrischen in analoger Weise durch elektrische Felder, so ist zur Umkehrung des Wirbelsinns das gleichzeitige Anlegen einer genau definierten Kombination beider Felder erforderlich. Auf dem neuen Prinzip beruhende Speicherplatten könnten daher nicht einfach durch starke magnetische oder elektrische Felder gelöscht werden.
Die Forscher entdeckten den neuen Magnetismus in einer Phosphatverbindung aus Lithium und Kobalt. In ihrer Studie rasterten sie eine dünne Schicht dieses Materials mittels eines Laserstrahls ab. Durch nichtlineare Wechselwirkungen der Photonen des Strahls mit den Atomen der Verbindung wurde dabei Licht der doppelten Frequenz erzeugt, die sogenannte Zweite Harmonische des Lichtstrahls.
Die Ausrichtung der Wirbel bestimmte nun die Phase der Zweiten Harmonischen, so dass die Umpolung der Wirbel benachbarter Bereiche in Form eines Interferenzmusters beobachtet werden konnte. Der Wirbelmagnetismus stellt neben dem Ferromagnetismus, der Ferroelektrizität und der Ferroelastizität eine vierte Form einer spontanen Domänenausrichtung dar. Die Forscher wollen nun untersuchen, ob dieses Phänomen auch in anderen Verbindungen auftritt.
Nature, Band 449, Seite 702 Stefan Maier
