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Magnetisierung nach Wunsch

Dünne magnetische Schichten mit einstellbarer Domänenstruktur für elektronische Bauteile der Zukunft.

Globale Kommunikation, Austausch von Bildern und Filmen, intelligente und vernetzte Geräte: Überall werden ständig steigende Mengen an Daten produziert. Damit steigt auch der Bedarf an Speichermöglichkeiten. Magnetische Materialien könnten in Zukunft eine Schlüsselrolle für die Entwicklung neuartiger Speicher und effizienterer mikroelektronischer Bauteile spielen. Interessant sind hier vor allem ferromagnetische Dünnschichten, die heute schon in MRAMs, also magnetischen Datenspeichern, eingesetzt werden. Charakteristisch für diese Schichten ist die spontane Ausbildung von Bereichen unterschiedlicher Magnetisierungsrichtung in der Schichtebene, sogenannte Domänen. Die Struktur der Domänen hängt dabei von der Abmessung und Form der Schicht ab. Es war bislang jedoch nicht möglich, magnetische Schichten in einem einfachen Verfahren so herzustellen, dass die einzelnen Domänen eine vorgegebene Größe und Ausrichtung haben. Wissenschaftler am Institut für Angewandte Materialien – Angewandte Werkstoffphysik (IAM-AWP) am KIT haben eine Möglichkeit gefunden, die Domänenstruktur von magnetischen Dünnschichten einfach und gezielt zu beeinflussen. Sie haben beispielsweise berechnet und gemessen, wie sich die Domänenstruktur einer 20 x 20 Mikrometer großen und 200 Nanometer dicken Schicht ausbildet. In die Magnetschicht haben die Forscher durch Mikrostrukturierung Schlitze eingebracht. Bei geeigneter Anordnung, Länge und Breite der Schlitze ist es möglich, die Fläche der Domänen mit Magnetisierungsrichtungen parallel zu den Schlitzen zu maximieren. Die Flächen der Domänen mit dazu senkrechten Magnetisierungsrichtungen werden hingegen minimiert.Für die Entwicklung möglichst kleiner und effizienter elektronischer Bauteile ist eine bevorzugte Ausrichtung der Domänen vorteilhaft. Diese könnte in Zukunft zur Optimierung elektronischer Komponenten, wie beispielsweise Induktoren, beitragen. Die KIT-Technologie ermöglicht zudem neuartige Domänenstrukturen, wie beispielsweise eine radiale Ausrichtung in Ringkernen. Zukünftig könnte die Entwicklung auch zur Erzeugung von polarisierten Elektronen für spintronische Bauelemente genutzt werden. Das KIT sucht Partner zur weiteren Entwicklung und Anwendung der Technologie.

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Ihr Ansprechpartner für dieses Angebot

Dr.-Ing. Philipp Scherer, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Innovationsmanager Mobilität, Innovations- und Relationsmanagement (IRM)
Telefon: +49 721 608-28460

E-Mail: philipp.scherer@kit.edu

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