Speichern, Rechnen, Messen: Neue Anwendungen des Elektronenspins
Prof. Dr. G. Reiss (Fakultät für Physik, Universität Bielefeld)

In mehrlagigen Schichten, die alternierend aus magnetischen und nichtmagnetischen Metallen aufgebaut sind und in Tunnelelementen mit ferromagnetischen Elektroden werden seit geraumer Zeit sehr hohe Magnetowiderstandseffekte untersucht. Diese treten dann auf, wenn die Magnetisierungsrichtungen der einzelnen magnetischen Lagen relativ zueinander verändert werden. Rekordwerte des Magnetowiderstands sind heute ca. 400% bei Raumtemperatur in Tunnelelementen mit MgO Barrieren, was nur mit dem kohärenten Tunneln der Elektronen erklärt werden kann..
Zudem wurden in letzter Zeit miniaturisierbare Möglichkeiten der Ummagnetisierung solcher Lagen gefunden: So kann durch die Injektion spinpolarisierter Ströme und dem Drehmoment-Austausch die Magnetisierung von Ferromagneten geschaltet werden, wobei die erforderlichen Stromdichten noch im Bereich um 106 A/cm² (und damit nahe am Bereich der Elektromigration) liegen.
Der Vortrag gibt einen Überblick zu diesen Entwicklungen der Schichtsysteme und Bauelemente und geht anschließend auf neue Anwendungen solcher magnetoresistiver Elemente ein: Neben dem Speichern von Informationen können diese auch verarbeitet und die sensorischen Eigenschaften in Bereichen wie Datenspeicherung und Biochips genutzt werden.