Untersuchung der Modenkopplung in magnetischen Ringen anhand ...

Kapitel 1
Einleitung
Die Verleihung des Nobelpreises 2007 an Peter Grünberg und Albert Fert für die Entdeckung
des Riesenmagnetowiderstandes [1, 2] steht symbolisch für den Fortschritt des Forschungs-
gebietes Magnetismus in den letzten Jahrzehnten. Magnetische Systeme gewinnen in der
modernen Computer- und Chipindustrie zunehmend an Relevanz und bieten aussichtsreiche
Perspektiven im anhaltenden Fortschritt zu schnelleren Prozessoren mit höheren Speicher-
dichten.
Die Entwicklung des GMR-Lesekopfes durch S.S.P. Parkin trug wesentlich zur Erhöhung der
Speicherdichte in Computerfestplatten bei. Speicherkapazitäten von Terabyte sind bereits heu-
te herstellbar. Jedoch bleibt die Festplatte nicht die einzige Anwendung des Magnetismus. Die
Verbesserung des MRAMs (Magnetic Random Access Memory) [3] sowie die Entwicklung des
sogenannten Magnetischen Racetrack Memorys [4] stellen zukünftige Herausforderungen dar.
Diese Speichermedien vereinbaren die Nichtflüchtigkeit einer magnetischen Festplatte mit den
hohen Zugriffsgeschwindigkeiten eines Arbeitsspeichers.
Vor allem für die MRAM-Technologie hat die Strukturierung von Mikro- und Nanoobjekten ei-
ne große Bedeutung [3]. Besondere Sorgfalt muss dabei auf die Betrachtung von magneti-
schen Streufeldern gelegt werden, die bei größeren Speicherdichten zunehmenden Einfluss
gewinnen. Um eine Wechselwirkung benachbarter Speicherelemente zu verhindern, müssen
streufeldminimierte Geometrien gefunden werden. Zahlreiche magnetische Strukturen sind für
die Anwendung in MRAM-Elementen vorgeschlagen worden. Dazu gehören auch Schichten
in der Form mikroskopischer Kreisscheiben und Ringe [5]. Im sogenannten Vortex-Zustand
bildet sich deren Magnetisierung wirbelförmig um ihr Zentrum aus [6]. Solche Strukturen wei-
sen einen geschlossenen magnetischen Fluss und damit keine Streufelder nach außen auf.
Im Zentrum einer magnetischen Kreisscheibe bildet sich im Vortex-Zustand ein sogenannter
Vortex-Kern aus. Dies ist eine kleine Region, in der die Magnetisierung zur Verhinderung einer
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