Felix Schilberth forscht an Antiferromagneten oder „unsichtbare Magnete" als Bausteine für die nächste Generation Internet. (Quelle: Universität Augsburg)

 

Antiferromagneten gelten als „unsichtbare Magnete": Anders als die bekannten Alltagsmagnete erzeugen sie nach außen kein messbares Magnetfeld. Lange schien ihre Kontrolle deshalb schwierig. In der aktuellen Festkörperphysik und Materialforschung gewinnen sie jedoch stark an Bedeutung – denn sie könnten die Datenverarbeitung nicht nur erheblich beschleunigen, sondern auch den Energiebedarf deutlich senken. Gerade mit Blick auf wachsende Datenmengen und den Stromverbrauch digitaler Infrastruktur wäre das ein wichtiger Schritt hin zu umweltfreundlicherer Elektronik und Telekommunikation. Um dieses Potenzial zu erschließen, startet im Februar ein dreijähriges, bilaterales Forschungskonsortium mit zwei japanischen und drei deutschen Gruppen.

 

Internet aus Licht und neue Bausteine für die nächste Generation

Optische Kommunikation ist längst Alltag: Ein großer Teil des Internets basiert auf Glasfasern, in denen Daten als Lichtsignale übertragen werden. Genau hier setzt das Konsortium an. Antiferromagneten könnten künftig zentrale Funktionen der dahinterliegenden Technologie verändern – von der Speicherung bis zur Verarbeitung von Informationen – und damit einen Baustein für eine neue Generation optischer Kommunikations- und Informationstechnologie liefern.

 

Lesen und Schreiben mit Licht – bis zu 1000-mal schneller

Im Mittelpunkt steht die Frage, wie sich antiferromagnetische Zustände besonders schnell und gezielt steuern lassen. Licht hat sich hierfür als vielversprechendes Werkzeug erwiesen: In Vorarbeiten identifizierten die beteiligten Forschenden Materialsysteme, in denen die Kopplung zwischen Licht und Antiferromagneten überraschend stark ist – und demonstrierten, dass sich antiferromagnetische Zustände optisch sichtbar machen lassen.

 

Darauf aufbauend will das Konsortium Antiferromagneten künftig ultraschnell manipulieren – mit intensiven Lichtimpulsen, auf Zeitskalen von etwa einer Billionstel Sekunde. Im Vergleich zu etablierten, ferromagnetischen Speichertechnologien besteht dabei die Chance, die Verarbeitungsgeschwindigkeit um den Faktor 1000 zu erhöhen.

 

Konkretes Ziel des Projekts ist es, neuartige antiferromagnetische Materialien zu identifizieren, die sich ultraschnell durch Licht und/oder mechanische Spannung schalten lassen. In einem nächsten Schritt sollen daraus neue Gerätefunktionen abgeleitet und experimentell gezeigt werden – als Grundlage für zukünftige Anwendungen.

 

Augsburg als Brücke im Kooperationsnetzwerk

Die Universität Augsburg koordiniert das japanisch-deutsche Konsortium und bringt die Partnergruppen in Deutschland und Japan zusammen. „Wir bündeln die Stärken der Teams und sorgen dafür, dass die Zusammenarbeit reibungslos läuft“, sagt Prof. Dr. István Kézsmárki. Parallel dazu ist Prof. Dr. István Kézsmárki Sprecher des DFG- Sonderforschungsbereichs/Transregio 360 „Eingeschränkte Quantenmaterie“. Zusätzlichen Rückenwind erhält der Verbund durch Dr. Felix Schilberth, der als Postdoktorand an der Universität Augsburg arbeitet. Schilberth wurde kürzlich mit einem sehr kompetitiven Postdoctoral Fellowship am japanischen Forschungsinstitut RIKEN ausgezeichnet (Erfolgsquote rund 10 Prozent) und wird dort künftig nichtlineare spektroskopische Untersuchungen an magnetischen Materialien in der Ogawa-Tokura-Gruppe vorantreiben – einem wichtigen Pfeiler des Konsortiums.

 

Siehe auch:

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