De Ruhr-Universität Bochum (RUB) en Universität Duisburg-Essen werken al drie jaar samen in Sonderforschungsbereich 491 (SFB 491), een onderzoek naar heterogene magnetische materialen. Het project wil een brug slaan tussen halfgeleiders, supergeleiders en ferromagnetisme. Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) heeft besloten om het onderzoekprogramma de komende drie jaar verder te ondersteunen met zes miljoen euro.
De huidige elektronica is gebaseerd op het transport en de aansturing van ladingdragers in halfgeleiders, waarbij de informatiedragers negatieve of positieve ladingen zijn. Metalen leveren via de aansluitingen de benodigde stroom. In de toekomst zal de elektronica naast de lading aanvullend gebruik gaan maken van de eigen draai-impuls (spin), die elk elektron bezit en daarom ook magnetisch is.
In de gebruikelijke halfgeleider elektronica kan men deze spin nog niet voor aansturing gebruiken, omdat veel elektronen met diverse spinrichtingen gelijktijdig voorkomen. Stuurt men echter een stroom door een ferromagnetische laag, dan worden de spinrichtingen van de elektronen gericht oftewel gepolariseerd.
Met behulp van deze polariserende stroomkan nu met een hoge dichtheid informatie worden opgeslagen in nieuwe soorten componenten. Zo worden hooggevoelige leeskoppen met vaste schijven en een extreme datahoeveelheid mogelijk maar ook nieuwe, door spininjectie gepolariseerde lasers.
Spintronische materialen
De fysici in Bochum en Duisburg-Essen maken, met behulp van kostbare groeimethodes onder ultra schone omstandigheden, nieuwe combinaties van lagen. Daarbij gaat het om de transport en de manipulatie van de elektronenspins, die leiden tot nieuwe natuurkundige fenomenen.
De magnetische heterogene lagen zouden specifiek kunnen dienen voor dataopslag, magneetveldsensoren en voor de aansturing van opslagmedia. De injectie van spins beïnvloedt bovendien optische en supergeleidende eigenschappen.
De onderzoekers van de SFB 491 zoeken ook naar nieuwe manieren om de spinstroom met elektrische velden te sturen, wat weer tot een verkleining van de componenten kan leiden.
