Hamburger Nanophysiker werden mit dem
Philip Morris Forschungspreis 2003 ausgezeichnet

"Ultimative Magnetische Mikroskopie" eröffnet neue Möglichkeiten bei der Entwicklung magnetischer Datenspeicher

Prof. Roland Wiesendanger und Dr. Matthias Bode werden für ihre Forschungsarbeiten mit einem Spinpolarisierten Rastertunnelmikroskop den Philip Morris Forschungspreis 2003 erhalten.

Herkömmliche Rastertunnelmikroskope können die elektronischen Eigenschaften von elektrisch leitfähigen Proben bis aufs einzelne Atom genau abbilden. Dabei rastert eine sehr feine Sonde im Abstand von wenigen Atomdurchmessern die Oberfläche der zu untersuchenden Probe ab. Zwischen der Sonde und der Probenoberfläche fließt ein schwacher Strom, obwohl sie sich nicht berühren. Dieser sogenannte Tunnelstrom hat dem Mikroskop seinen Namen gegeben. Er ist nur durch die Gesetze der Quantenmechanik zu erklären, der Physik für die winzige Welt der Atome und Moleküle.

Das Spinpolarisierte Rastertunnelmikroskop hat eine magnetische Sonde. "Diese Modifikation war von entscheidender Bedeutung", erklärt Wiesendanger: "Das Spinpolarisierte Rastertunnelmikroskop ist nicht nur auf die elektrische Ladung empfindlich, wie herkömmliche Rastertunnelmikroskope, sondern auch auf den Spin der Elektronen." Auch der Spin ist ein Phänomen, das sich - wie der Tunnelstrom - nicht aus der klassischen Physik erklären lässt. Der Elektronenspin ist die grundlegende Eigenschaft, die für den Magnetismus eines Materials verantwortlich ist.

Das Spinpolarisierte Rastertunnelmikroskop machte es daher erstmals möglich, das Phänomen des Magnetismus auch auf atomarer Ebene zu erforschen. Wiesendanger und Bode untersuchen magnetische Strukturen, die hundert mal kleiner sind, als die magnetischen Bits moderner magnetischer Datenspeicher. Es ist ihnen sogar schon gelungen, den Elektronenspin einzelner Atome abzubilden. Neben dem grundlegenden Verständnis des Phänomens Magnetismus ist diese Forschung essentiell wichtig für die Entwicklung neuer magnetischer Datenspeicher, deren einzelne magnetische Bits Jahr für Jahr immer kleiner werden.