Forschungszentrum Jülich - Forschen in Jülich 1_2013

1|2013 Forschen in Jülich NACHRICHTEN Effiziente Speicher dank „heißer“ Spins Durch Laserpulse angeregte Spinströme (rote Pfeile) können die Magnetisierung von Schichten verstärken. Wie Honig aufs Brot F adenförmige Moleküle, wie etwa die DNS, kringeln sich zu Spiralen, wenn sie durch mikroskopisch klei- ne Kanäle fließen. Welche Kräfte diese Verformung bewirken, erläuterten Jüli- cher Wissenschaftler in der Fachzeit- schrift „Physical Review Letters“. Das Strömungsverhalten solcher Moleküle zu verstehen, ist beispielsweise wichtig für die Entwicklung medizinischer (Einmal-) Tests, bei denen winzige Mengen von Blut oder anderen Flüssigkeiten durch mikroskopische Kanäle fließen sollen. Die Forscher hatten die Bewegung der kettenförmigen Moleküle durch eine Röh- re mit variierendem Durchmesser simu- liert. Während die Fadenmoleküle die engen Abschnitte nahezu gestreckt durchquerten, krümmten sie sich bei Auf- weitung der Röhre und formten schließ- lich eine Spirale. Die Ursache dafür ist ei- ne geringere Fließgeschwindigkeit in dem weiteren Teil der Röhre: Der vordere Teil der Molekülkette wird langsamer, wäh- rend der folgende Teil mit unverminderter Auch fadenförmige Moleküle können sich beim Fließen zu Spiralen kringeln. 5 Geschwindigkeit nachrückt und sich dabei „aufrollt“. Wie die ent- stehende Spirale aussieht, hängt von Faktoren ab wie der Biegsamkeit der langkettigen Moleküle, ihrer Fließge- schwindigkeit und dem Verhältnis der Röhrendurchmesser. Ein ähnliches Phänomen der Spiralbil- dung kann auch im täglichen Leben be- obachtet werden, wenn Honig vom Löffel auf das morgendliche Brot fließt. :: Ein internationales Forscherteam, an dem auch Jülicher Wissenschaftler be- teiligt sind, hat in einem System aus magnetischen Schichten einen neuen physikalischen Effekt entdeckt. Dieser Effekt, bei dem „heiße“ Spinströme er- zeugt werden, könnte neue Wege für die Computertechnologie eröffnen. Auf Spins von Elektronen basieren die magnetischen Eigenschaften von Ma- terialien. Spins sollen künftig verstärkt zum magnetischen Speichern von Informatio- nen eingesetzt werden. Der neue Effekt könnte in Zukunft für eine neue Genera- tion von ultraschnellen energieeffizien- ten Computerspeichern mit hoher Spei- cherkapazität genutzt werden. Die Forscher haben festgestellt, dass kurze Laserpulse die Magnetisierung von Schichten nicht nur schwächen, sondern auch verstärken können. Das hängt da- von ab, ob die übereinanderliegenden Magnetschichten am Anfang antiparallel oder parallel ausgerichtet waren. Die La- serpulse sorgen dafür, dass sich „heiße“ Spins extrem schnell bewegen und da- durch Spinströme verursachen. Nun su- chen die Forscher nach Materialien, die stärkere Spinströme entwickeln, und nach Möglichkeiten, die Spinströme ge- zielt zu leiten.

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