Uni DuE: EU-Millionenförderung für Nanotechnologieprojekt Miniaturisierung durch Spintronic
Mit 1,34 Millionen Euro fördert die Europäische Gemeinschaft in den kommenden vier Jahren ein Forschungsprojekt an der Universität Duisburg-Essen zur Entwicklung neuartiger magnetischer Materialien. Es geht dabei um zukünftige Anwendungen im Bereich der "Spintronic" auf der Basis oxidischer und halbleitender Materialien. Eingeworben wurde dieser "Marie Curie Excellence Grant" von Dr. Andreas Ney, Stanford University (USA), unterstützt von Prof. Dr. Michael Farle, Fachbereich Physik.
Dass die mikroelektronischen Bauelemente und Schaltungen immer leistungsfähiger werden, geht vor allem auf die fortschreitende Miniaturisierung der Bauelemente zurück, die mit immer ausgefeilteren Methoden erzielt wird. Unterhalb einer kritischen Bauteilgröße können jedoch beispielsweise Transistoren oder Speicherzellen nicht mehr nach den üblichen Prinzipien funktionieren. Will man also auch künftig zunehmend effiziente und verkleinerte Bauelemente haben, müssen neue oder veränderte Funktionsprinzipien gefunden werden. Dabei sollten aber nach Möglichkeit die nicht ganz billigen, aber bewährten technologischen Herstellungsverfahren beibehalten werden.
Das neue Forschungsprojekt an der Uni Duisburg-Essen verfolgt einen alternativen und viel versprechenden Ansatz, mit dem der Fortbestand dieser Technologie prinzipiell gesichert werden kann. Prof. Farle: "Man will zukünftig nicht nur wie bisher die Ladung von Elektronen benutzen, sondern auch deren Drehrichtung ("Spin") zur Informationsverarbeitung verwenden, die sogenannte 'Spintronic'. Erste erfolgreiche Resultate lassen auf viele interessante Anwendungen in der Zukunft hoffen." Dieses Forschungsgebiet ist auch deshalb sehr attraktiv, erklärte Farle, weil nach allen Voraussagen Bauteile hier umso effizienter funktionieren, je kleiner sie sind.
Die Projektmitarbeiter unter Führung von Dr. Ney haben jetzt die Aufgabe, neue Materialien herzustellen, die durch gezielten Fremdatomeinbau ("Dotierung") an definierten Stellen maßgeschneiderte physikalische Eigenschaften bekommen, zum Beispiel elektrische Leitfähigkeit. Zusätzlich sollen magnetisch dotierte Oxide und Halbleiter hergestellt werden, indem nahezu gleich große ferromagnetische Nanopartikel in diese Materialien eingebaut werden. Die Größe ferromagnetischer Nanopartikel und deren Verteilung innerhalb der Probe können sehr viel definierter kontrolliert werden, als dies bei sich unkontrolliert bildenden magnetischen Clustern in hochdotierten Halbleitern der Fall ist. Mit solchen "granularen" magnetischen Halbleitern lassen sich deshalb Wechselwirkungen magnetischer Komponenten untereinander in einer halbleitenden Matrix unter sehr definierten Bedingungen untersuchen.
Zum Abschluss des Projektes sollen Prototypen dieser "Spintronic"-Bauelemente hergestellt und getestet werden. Es wird erwartet, dass sie eine deutlich verbesserte Funktionalität gegenüber der herkömmlichen Transistor-Logik haben.
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