Hitzebehandlung verbessert magnetisches Material

Ein Team unter der Federführung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) hat ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Dünnschichtmaterials (Mangansilizid) entwickelt, in dem sich solche Magnetwirbel besonders effektiv unterbringen lassen. Sie können auf Oberflächen leicht erzeugt und gelöscht werden. Sie sind auch deutlich kleiner (wenige Nanometer) als die Magnetbits auf den heutigen Festplatten, die etwa 50 Nanometer messen. Sie lassen sich auch mit Strom vorteilhafter ansteuern als mit Magnetfeldern, was eine bessere Skalierbarkeit erlaubt.

Für die Bildung von Skyrmionen eignen sich vor allem dünne Schichten aus einer als B20-Phase bezeichneten MnSi-Verbindung. Bei ihrer Erzeugung können aber unerwünschte Kristallphasen gebildet werden. Das Team hat nun eine Methode entwickelt, die das verhindert, am Ende bleiben dünne Schichten aus lupenreinem B20-MnSi. Eine zentrale Rolle bei der neuen Methode spielt die schlagartige Erwärmung des Materials durch kurze, sehr helle Lichtblitze, die die Forschenden vor Ort am „BlitzLab“ erzeugen können. Durch Variation der Leistung der Blitze konnte das Verhältnis der unterschiedlichen Kristallphasen sehr präzise eingestellt werden. Bei relativ hohen Leistungen entstanden wie erhofft dünne Schichten aus reinem B20-MnSi.