10. Dezember 2025
(CONNECT) Wissenschaftlerinnen des Paul Scherrer Instituts (PSI) haben in Zusammenarbeit mit dem National Institute of Standards and Technology in Bolder im US-Bundesstaat Colorado neuartige magnetische Strukturen in 2D geschaffen, die per Laser gezielt verändert werden. Dafür nutzten sie im Reinraum des PSI eine Hightech-Laserapparatur, die eigentlich für die Fotolithografie angeschafft worden war und die weltweit in vielen Laboren bereits vorhanden ist.
„Das war eine verrückte Idee“, berichtet Lauren Riddiford, Postdoc in der Gruppe Mesoskopische Systeme von PSI und Eidgenössischer Technischer Hochschule Zürich. „Deshalb war ich überrascht, dass es auf Anhieb funktionierte.“
Der Laser verändert mit seiner Wirkung die Probe punktgenau und nicht in ihrer Gesamtheit. Mit dem Laser rastert man die Oberfläche der Materialprobe ab und moduliert dabei die Lichtintensität nach Wunsch. So werden sehr kleine Bereiche, die nur 150 Nanometer gross sind, erhitzt. Das Verfahren heisst Direct-Write Laser Annealing (direktschreibendes Laserglühen). Dadurch kann man die Stärke oder die Richtungsabhängigkeit der Magnetisierung ändern sowie die Wechselwirkung an der Grenzschicht zwischen zwei Materialien beeinflussen. So sind Kreise, Spiralen oder noch komplexere Gebilde möglich.
Nun wollen die Forschenden herausfinden, welche magnetischen Materialien und Eigenschaften sich am besten für die Herstellung von Datenspeichern eignen, „die keine beweglichen Teile mehr haben und nicht den Einsatz von Magnetfeldern erfordern“, so Jeffrey Brock, ebenfalls Postdoc in derselben Gruppe. Er glaubt, dass dieser Ansatz zur lokalen Veränderung von Materialeigenschaften „viel einfacher und schneller ist als die derzeit verwendeten Technologien zur Erzeugung solcher Muster“.
Weitere mögliche Anwendungen sind das sogenannte In-Memory-Computing und das neuromorphe Rechnen. Laut Wissenschaftler Aleš Hrabec könnte die Arbeit des Teams noch viele andere Anwendungen erschliessen, etwa in der Sensorik oder der Photonik: „Die grosse Stärke dieser Technik ist, dass sie günstig, schnell und gut verfügbar ist.“ ce/mm
