Neue Materialien zur schnellen und kosteneffektiven Datenspeicherung
Europäische Wissenschaftler haben mit Bariumtitanat ein Material entwickelt, dass die seltene "multiferroische" Eigenschaft bei Raumtemperatur zeigt. dadurch ließen sich magnetische Ladungen durch elektrische Felder beeinflussen.
Wissenschaftler aus Deutschland, Frankreich und Großbritannien wollen in Bariumtitanat (BaTiO3) ein neues Material gefunden haben, das sich zur schnellen und kosteneffektiven Datenspeicherung eignet. Grund dafür sei seine sogenannte multiferroische Eigenschaft. Multiferroisch beschreibt sowohl ferroelektrische als auch ferromagnetische Eigenschaften, die sich durch Anlegen eines äußeren elektrischen Feldes beeinflussen lassen.
Bariumtitanat ist das erste Material, bei dem diese Eigenschaften bereits bei Raumtemperatur nachgewiesen werden konnten: Im Rahmen des Projekts FEMMES (FerroElectric Multifunctional tunnel junctions for MEmristors and Spintronics) beobachteten die Wissenschaftler mit der Methode des "Soft X-Ray Resonant Magnetic Scattering" die ferroelektrischen als auch ferromagnetischen Eigenschaften dünner Bariumtitanat-Filme.
"Wir konnten zeigen, dass multiferroische Eigenschaften bei Raumtemperatur möglich sind", sagt Forscher Sergio Valencia vom Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie. "Bariumtitanat ist ferromagnetisch, das heißt seine magnetischen Eigenschaften lassen sich über ein elektrisches Feld beeinflussen. Wenn man von außen eine Spannung anlegt und dadurch die ferroelektrische Polarisation eines Bariumtitanat-Films umkehrt, beeinflusst dies auch seine Magnetisierung."
In der Datenspeicherung hieße das, dass man einfach ein elektrisches statt wie bisher ein magnetisches Feld anlegt, um die Ladung magnetischer Speicher zu ändern. Voraussetzung dafür ist aber, dass dies auch bei Raumtemperatur gelingt. Die bisher bekannten multiferroischen Substanzen oder Multiferroika zeigen diese Eigenschaft nur bei extremer Kälte ab minus 270 Grad Celsius und sind für einen solchen Einsatz zu schwer zu handhaben.
Ziel des bis 2016 laufenden und von der EU finanzierten Projekts ist es, die Interaktion zwischen Ladung respektive Spin-Tunneling und Ferroelektrizität in ferroelektrischen Tunnelkontakten (Ferroelectric Tunnel Junctions, FTJ) zu erforschen. Letztere bestehen aus zwei Elektroden, die durch eine ferroelektrische Tunnelbarriere getrennt sind. (sun)
