Stabile Spintronic

3. Februar 2016, 16:36 Uhr
Anordnung zur Übertragung von Spin-Information. Bild: Bazarnik, American Chemical Society
Anordnung zur Übertragung von Spin-Information. Bild: Bazarnik, American Chemical Society
Schon seit Jahren arbeitet die Forschergruppe um den Physik-Professor Roland Wiesendanger an der Universität Hamburg an spin-basierten Logikschaltungen, die den Pin einzelner Atome nutzen – kleiner als 1 Atom kann eine Miniaturisierung kaum gelingen. In solchen Anordnungen müssen die Atome äußerst präzise angeordnet werden, damit die Übertragung der Spin-Information von einem zum nächsten Atom klappt. Nun wurde dies auch mit molekularen Strukturen erreicht.

Das große Problem dieser ultrakleinen Strukturen ist, dass die Atome nicht lange da bleiben, wo sie waren, weshalb gerne mit extrem tiefen Temperaturen im Bereich von 0,3 K gearbeitet wird. Dies ist für die Praxis aber ziemlich unpraktisch. In einem nun in der Fachzeitschrift Nano Letters veröffentlichten Artikel hat das Team beschrieben, wie man Spin-Elektronik auch mit Molekülen statt mit einzelnen Atomen realisieren kann. Die hier herrschende Physik erlaubt den Betrieb mit um einer Größenordnung höheren Temperaturen von immerhin 6 K, was zwar immer noch jenseits jeder praktischen Nutzbarkeit, aber von dieser jetzt nur noch um zwei Größenordnungen entfernt liegt.

Im Prinzip ist bei Spintronic der Spin das, was bei konventioneller Elektronik die Ladung ist. Ähnlich wie positive oder negative Ladung gibt es einen aufwärts oder abwärts gerichteten Spin. Durch gezieltes Anlegen von Magnetfeldern kann eine ungleiche Spin-Verteilung bzw. eine Polarisation erreicht werden. Um damit nutzbare Schaltungen zu bauen, müssen die Atome bzw. Moleküle so angeordnet werden, dass sie den Spin ähnlich wie beim Strom „leiten“. Die Forscher erreichten dies hier mit Molekülen, die um ein zentrales Metallatom (hier Kobalt) aufgebaut waren. Diese Grundlagenforschung soll dann Früchte tragen, wenn mit herkömmlicher Elektronik in naher Zukunft eine weitere Entwicklung im Sinne von Moore’s Law nicht mehr machbar sein wird.
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