Spintronik: DFG fördert Sonderforschungsbereich der Uni Halle

Blick auf den Universitätsplatz. Foto: Norbert Kaltwaßer

Neue Möglichkeiten für Spitzenforschung in Ultrakurzzeitphysik und Nanomagnetismus: Physikern der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und der Freien Universität Berlin ist es gelungen, einen gemeinsamen Sonderforschungsbereich (SFB) einzuwerben. Unter dem Namen „SFB/Transregio 227: Ultraschnelle Spindynamik“ arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an neuen Konzepten zur ultraschnellen Manipulation magnetischer Systeme im Nanobereich. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das gemeinsame Vorhaben in den kommenden vier Jahren mit rund 9,3 Millionen Euro. Neben den beiden Universitäten sind vier außeruniversitäre Forschungseinrichtungen beteiligt.

Im Zentrum der Arbeiten des neuen SFB steht eine spezielle magnetische Eigenschaft von Elektronen: Der sogenannte Spin ist eine Art Eigendrehimpuls, der ein magnetisches Moment bewirkt und so zum Magnetismus führt. Der neue Sonderforschungsbereich widmet sich speziell der ultraschnellen Veränderung magnetischer Systeme. Gemeint ist damit Dynamik auf der Zeitskala von Femtosekunden, dem billiardsten Teil einer Sekunde. In den wenige Atomlagen dicken Materialien können die Eigenschaften maßgeblich über die Grenzflächen gesteuert werden.

Die einzelnen Teilprojekte des SFB zielen darauf ab, das Verständnis der zugrundeliegenden Prozesse voranzutreiben und Schüsselelemente für spinbasierte Informationstechnologie, die auch im Terahertz-Frequenzbereich arbeitet, zu liefern. So könnten langfristig beispielsweise neue Speichersysteme und Informationstechnologien entstehen, die auf ultrakurzen Zeitskalen einsetzbar sind.

„Die Gutachter der DFG haben uns bescheinigt, dass unser neuer Sonderforschungsbereich die Kompetenzen der beteiligten Universitäten ideal bündelt und ein Zentrum der Untersuchung ultraschneller Spindynamik mit internationaler Sichtbarkeit darstellen wird“, sagt der Sprecher der neuen Initiative Prof. Dr. Martin Weinelt von der Freien Universität. Prof. Dr. Georg Woltersdorf, Vizesprecher und Physiker an der MLU, betont: „Das Themenfeld unseres neuen SFB fügt sich sehr gut in den halleschen Forschungsschwerpunkt zu Nanostrukturieren Materialien ein und erweitert ihn um den Aspekt der ultraschnellen Dynamik.“

Die Fördersumme des neuen SFB  für die Jahre 2018 bis 2022 beträgt jährlich rund 2,3 Millionen Euro; alle 18 beantragten Teilprojekte werden unterstützt. Verbunden damit ist die Finanzierung von 31 Stellen, davon 29 für Promovierende. Insgesamt arbeiten im SFB über 90 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Der SFB-TRR 227 wird von den beiden Universitäten gemeinsam betrieben. Partnerinstitutionen sind das Berliner Fritz-Haber-Institut, das hallesche Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik, das Helmholtz-Zentrum Berlin und sowie das Max-Born-Institut Berlin.

Die SFB/Transregio-Projekte sind eine Variante der klassischen Sonderforschungsbereiche. Bis zu drei Universitäten können dabei gemeinsam einen Antrag auf Forschungsförderung stellen. Neben dem SFB/TRR 227 sind derzeit zwei weitere Sonderforschungsbereiche an der MLU angesiedelt: der SFB 762 „Funktionalität oxidischer Grenzflächen“ und der SFB-Transregio 102 „Polymere unter Zwangsbedingungen: eingeschränkte und kontrollierte molekulare Ordnung und Beweglichkeit“.