Mit Laserlichtgeschwindigkeit
Will man die Antriebstechnik weiter voranbringen, so stellt die Geschwindigkeit der magnetischen Medien wie Festplatten oder magnetische Direktzugriffsspeicher (Magnetic Random Access Memory, MRAM) einen wichtigen Faktor dar. Auch wenn sie Speicher oder Speichergerät genannt werden, wurzelt die Funktionalität derartiger Medien tief im Datenzugriff und der Wiedergewinnung zur Weiterverarbeitung. Die Geschwindigkeit dieser Spintronikbauelemente auf Grundlage der aktuellen Technik zur Magnetisierungsumkehr gelangt hier an Grenzen. In Anbetracht der sehr schnellen Impulsfolge ultraschneller Laser, die nun schon im Terahertzbereich (THz; Billionen Schwingungen pro Sekunde) liegen, ist die Steuerung der Magnetisierung mit Licht ein äußerst vielversprechender Ansatz. Es sind jedoch noch viele Fragen zu beantworten, bevor im Bereich der magnetischen Aufzeichnung und Informationsverarbeitung eine wahre optomagnetische Terahertz-Revolution in Gang kommen kann. Zu diesem Zweck initiierten Wissenschaftler das EU-finanzierte Projekt Ultramagnetron ("Ultrafast all-optical magnetization reversal for magnetic recording and laser-controlled spintronics"). Die Forscher wollten zunächst zu einem grundlegenden Verständnis der laserinduzierten Magnetisierungsumkehr bei Nanomagneten kleiner als 300 Nanometer (nm) gelangen. Mit Hilfe dieses Wissens entwickelten sie Wege zur Steuerung der ultraschnellen (weniger als 100 Pikosekunden (ps) dauernden) Umkehrung mit räumlicher Auflösung oder Lokalisierung im Nanomaßstab, noch besser als 300 nm. Sie wendeten sich im Folgenden der Beschleunigung der Geschwindigkeit der Magnetisierungsumkehr auf weniger als 1 ps zu, wobei eine ultraschnelle Femtosekundenlasersteuerung verwendet wurde. Ultramagnetron konnte große Fortschritte auf dem Gebiet des Optonanomagnetismus erreichen. Die Wissenschaftler entdeckten neuartige Mechanismen zur Umkehrung der Magnetisierung in einem Größenbereich von weniger als 100 ps in Strukturen mit einer Größe von bis zu 200 nm. Im Einzelnen entwickelte das Konsortium neuartige Ansätze zur Steuerung des Nanomagnetismus in einem Zeitbereich von Pikosekunden, die im Vorfeld noch nicht einmal vorhergesagt hätten werden können. Die Industriepartner bewerten die Zukunft der optomagnetischen Technologie innerhalb ihrer Produktlinien. Dank der Ergebnisse von Ultramagnetron könnten ultraschnelle Magnetspeicher- und verarbeitungsbauelemente bereits greifbar nah sein.
