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Antiferromagnetische Skyrmionen bald reif für eine technologische Anwendung?

In manchen magnetischen Materialien lassen sich wirbelförmige Nano-Strukturen erzeugen: Sogenannte Skyrmionen. Forschende am Paul Scherrer Institut haben nun erstmals antiferromagnetische Skyrmionen erschaffen und nachgewiesen. Ihre Besonderheit: In ihnen sind entscheidende Bausteine gegenläufig zueinander ausgerichtet. Der Nachweis gelang mittels Neutronenstreuung. Diese Entdeckung ist ein wichtiger Schritt in Richtung potenzieller Anwendungen, zum Beispiel für effizientere Computer.

Ob ein Material magnetisch ist, liegt an den sogenannten Spins der Atome. Die Spins kann man sich wie winzige Stabmagnete vorstellen. In einem Kristall, in dem die Atome feste Plätze in einem Gitter einnehmen, sind diese Spins je nach Material und Zustand entweder kreuz und quer verteilt oder stehen parallel geordnet wie die Speere einer römischen Legion.

 

Deutliche kleiner als Bits

Unter gewissen Umständen ist es möglich, in dem Heer der Spins winzige Wirbel zu erzeugen: sogenannte Skyrmionen. Forschende interessieren sich für Skyrmionen, da diese für zukünftige Technologien, beispielsweise effizientere Computer, eine Rolle spielen könnten. So könnten Skyrmionen als SpeicherBits genutzt werden: Ein Skyrmion könnte eine digitale 1 darstellen, sein Fehlen eine 0. Da Skyrmionen deutlich kleiner sind als die Bits bisheriger Speichermedien, liessen sich Daten enger packen als bisher – und womöglich auch energieeffizienter sowie schneller schreiben und lesen. Sowohl für die klassische Datenverarbeitung als auch für Quantencomputer könnten Skyrmionen deshalb von Nutzen sein.

 

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