Aus der Forschung
HZB-Wissenschaftler Florin Radu inspiziert eine BaTiO3-Probe im ALICE-Diffraktometer. Bild: Helmholtz-Zentrum Berlin
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www.helmholtz.de/hzb-datenspeicher
Ihre Erkenntnisse veröffentlichen die Wissenschaftler jetzt in Nature Materials unter dem Titel "Interface-induced room-temperature multiferroicity in BaTiO3".
Neues Material für schnelle Datenspeicherung entwickelt
Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) haben in Kooperation mit Kollegen aus Frankreich und Großbritannien ein Material entwickelt, das bei Raumtemperatur sowohl ferroelektrische als auch ferromagnetische Eigenschaften zeigt und damit „multiferroisch“ ist. Ein elektrisches Feld kann damit indirekt auch auf die Magnetisierung einwirken.
Die Wissenschaftler um Dr. Sergio Valencia arbeiteten mit einer extrem dünnen Schicht aus Bariumtitanat, das bei Raumtemperatur zwar ferroelektrisch aber nicht ferromagnetisch ist. Sie induzierten den Ferromagnetismus, indem sie wenige Lagen aus ferromagnetischen Eisen- und Kobalt-Atomen auf eine Bariumtitanatschicht aufbrachten.
Mit der Methode des „Soft X-Ray Resonant Magnetic Scattering“ untersuchten sie anschließend am Berliner Elektronenspeicherring BESSY II das magnetische Moment der Titanium- und Sauerstoff-Atome in Bariumtitanat. „Wir konnten zeigen, dass multiferroische Eigenschaften bei Raumtemperatur möglich sind”, sagt Valencia.
Andere bislang bekannte multiferroische Substanzen zeigen diese exotische Eigenschaft erst bei Temperaturen weit unter dem Gefrierpunkt, so dass eine aufwändige Kühlung nötig wäre, um den Effekt technisch zu nutzen. Bei Raumtemperatur ist das Phänomen dagegen extrem selten, aber umso interessanter für potenzielle Anwendungen: Wenn man von außen eine Spannung anlegt und dadurch die Polarisation des Bariumtitanat-Films umkehrt, beeinflusst dies auch seine Magnetisierung. Ein Datenträger aus diesem Material könnte so durch Anlegen eines elektrischen Feldes beschrieben werden. Das sei viel günstiger als der traditionelle Einsatz von magnetischen Feldern, so Valencia.
