pdf, 2.2 Mb - Walther Meißner Institut - Bayerische Akademie der ...

Kapitel 1Motivation und ÜberblickDie Entwicklung in der Computertechnologie für Mikroprozessoren und Speicherbausteineetc. ist aufgrund des riesigen Marktes und des Fortschrittes in Mikro- undNanotechnologie so rasant wie ansonsten bei fast keiner anderen Technologie vorangeschritten.Mittlerweile sind Mikroprozessoren in fast allen Bereichen des Lebens zufinden. Sie tragen in den meisten Fällen zu einer erheblichen Entlastung von Menschenoder Vereinfachung von Prozessen bei und sind aus der heutigen Informationsverarbeitungnicht mehr wegzudenken. So sind neue Mobiltelefone, sogenannte Smartphones,sowie andere mobile Endgeräte mit neuesten Hochleistungsprozessoren ausgestattet.Sie verfügen über ein Betriebssystem und ermöglichen dem Benutzer, eigene Programmezu installieren. Durch diese intensive Nutzung sowie die energiehungrigen Dienstewie WLAN, GPS und Bluetooth stoßen die Rechnergeschwindigkeit sowie die aktuelleAkku-Technologie an ihre Grenzen. Diese Grenzen müssen durch noch leistungsfähigereProzessoren überwunden werden, die aber bei gleicher Größe nicht mehr Energieverbrauchen dürfen.Die gesamte existierende Elektronik basiert auf der Ausnützung der Ladung des Elektrons.Um die Entwicklung voranschreiten zu lassen und noch leistungsstärkere, energieärmereund kleinere Bauelemente realisieren zu können, kann der Spin des Elektrons,der mit einem magnetischen Moment verbunden ist, ausgenützt werden. Diesführt direkt auf das aktuelle Forschungsgebiet der ”Spinelektronik“ oder auch kurzSpintronik“ genannt, wo versucht wird, den Spin des Elektrons gezielt zu steuern”und zu manipulieren. Bis heute wurden dafür viele verschiedene Konzepte vorgestelltund versucht zu realisieren.Albert Fert [1] und Peter Grünberg [2] entdeckten im Jahre 1988 den Riesenmagnetwiderstandseffekt(GMR: ”giant magnetoresistance“), welcher eine wesentliche Ver-1