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Deutsche Forscher entdecken neue "Skyrmionen"

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Zwanzig Jahre lang haben die Physiker nach ihnen gefahndet, den kleinen Wirbeln aus atomaren Spins namens Skyrmionen, deren Existenz von dem britischen Physiker Tony Skyrme vorhergesagt wurde. Im Jahre 2009 glückte an der Universität München der erste experimentelle Nachweis in Mangansilizium bei Anwesenheit eines schwachen Magnetfelds. Nun aber haben Physiker des Forschungszentrums Jülich und der Universitäten in Kiel und Hamburg solche Wirbel von nur 15 Atomen auch ohne externes Magnetfeld und auf der Oberfläche von Metallen (Eisen auf Iridium) entdeckt.

"Die magnetisch stabilen Objekte, die wir entdeckt haben, verhalten sich wie Teilchen und ordnen sich wie Atome auf einem zweidimensionalen Gitter an", erläutert Prof. Stefan Blügel, in Jülich Direktor am Peter-Grünberg-Institut und am Institute for Advanced Simulation. Klar, dass man dort, wo der spätere Nobelpreisträger Peter Grünberg den für Festplatten so wichtigen GMR-Effekt (Giant Magnetoresistance) entdeckte, vor allem auch an eine neue Technik für Datenspeicher in der Zukunft denkt. Aber dazu ist noch viel Forschungsarbeit zu leisten. Zunächst einmal geht es darum, wie man die magnetischen Strukturen auf Oberflächen gezielt beeinflussen kann. "Wir planen nun zu untersuchen, wie elektrischer Strom auf die Skyrmionen wirkt: Wie "reiten" etwa die Elektronenspins des fließenden Stroms auf den Wirbeln, wie beeinflussen sie den Widerstand und lassen sich die Wirbel bewegen?", sagte Blügel.

Details dazu stehen im Artikel:"Spontaneous atomic-scale magnetic skyrmion lattice in two dimensions" in der aktuellen Online-Ausgabe von Nature Physics. (as)