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Mit magnetischen Sandwiches zum Nobelpreis

(Stand: 2014)

Unsere Welt ist digital geworden. Im globalen Dorf ersetzen Datenautobahnen die Bürgersteige und Computerserver bilden gleichzeitig die Kreuzungen und Warenlager, in denen unsere Datenpakete auf ihren Versand warten. Erst die enormen Speicherkapazitäten moderner Festplatten machen es möglich, dass Millionen Nutzer einfach von jedem Ort auf der Welt auf ihre Daten zugreifen können, egal ob es E-Mails, Videoclips oder große Datenbanken sind. Ein physikalischer Effekt – entdeckt in den Laboren des Forschungszentrums Jülich – hat dabei geholfen, Festplatten dieser Leistungsklasse zu ermöglichen.

In den 1980er-Jahren untersuchte Peter Grünberg in Jülich metallische Schichten, die zwar einige Millimeter lang und breit waren, aber eine Dicke von nur wenigen Atomlagen aufwiesen. In den Proben liegt eine unmagnetische Chromlage zwischen zwei magnetischen Eisenlagen und bilden zusammen ein nanometerdickes Sandwich, das sehr empfindlich auf äußere Magnetfelder reagiert: Der elektrische Gesamtwiderstand des Sandwiches verändert sich sehr stark, auch wenn das magnetische Umfeld sich nur wenig ändert. Nach diesem Verhalten ist der Effekt benannt: Riesenmagnetowiderstandseffekt oder im englischen Giantmagnetoresistance-Effect (GMR).

Die magnetischen Speichereinheiten für die einzelnen Bits auf der Festplatte lassen sich damit sehr einfach auslesen und weiter verkleinern, sodass man die enormen Speicherkapazitäten bereithalten kann, die heutzutage notwendig sind. In nur 10 Jahren hat der GMR-Effekt den Sprung von der Entdeckung und Patentierung hin zur industriellen Massenproduktion geschafft und ist damit ein Paradebeispiel für die schnelle Umsetzung von Grundlagenforschung in die Anwendung und in einen Millionen-Euro-Markt. Für seine Entdeckung, die einen so umfassenden Einfluss auf unsere moderne Welt hatte, bekam Peter Grünberg zahlreiche Preise und Anerkennungen verliehen, unter anderem im Jahre 1998 den Zukunftspreis des Bundespräsidenten und im Jahre 2007 den Nobelpreis für Physik.

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