Modellierung und Simulation der statischen und dynamischen Eigenschaften nanostrukturierter magnetischer Multischichtsysteme

Multischichtsystem, Nanoschicht, Nanomagnetismus, Simulation, Modellierung

Fachhochschule Bielefeld
Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik
Interaktion 1
33619 Bielefeld

Projektleitung
Prof. Dr. rer. nat. Christian Schröder, IuM,
+49 (0) 521 10671226, christian.schroeder@fh-bielefeld.de

Vertretung
M.Sc. Irina Stockem, IuM,
+49 (0) 5211 0671222, irina.stockem@fh-bielefeld.de

Projektbeteiligung
Universität Bielefeld

Laufzeit
01.12.2012 - 30.11.2015

Projektförderung
MIWF NRW, Förderung des weiblichen wissenschaftlichen Nachwuchses
       

Kurzbeschreibung
Gegenstand der Forschung sind derzeit hoch aktuelle sog. magnetische Multischichtsysteme, die als Basis für zukünftige Speicherbausteine, sog. MRAM (Magnetoresistive Random-Access Memory), dienen. Im Rahmen des Vorhabens wird sich mit der theoretischen Modellbildung und Simulation solcher Strukturen befasst. Die Abmessungen der in diesem Vorhaben betrachteten Schichtsysteme liegt im Nanometerbereich, und zwar unterhalb von 10 nm lateraler und 5 nm vertikaler Ausdehnung. Es stellt sich z.B. die Frage inwieweit man solche Systeme quasi atomar, also gitterbasiert, betrachten muss, oder ob man kontinuierliche Methoden wie FEM oder BEM anwenden kann. Damit ein Schichtsystem als MRAM Speicher verwendet werden kann, benötigt man eine hohe Lebensdauer eines Speicherzustands (min. 10 Jahre) und gleichzeitig eine hohe Schaltfrequenz (im GHz Bereich). Unglücklicherweise führt jedoch eine hohe Lebensdauer (die ist verbunden mit einer hohen Anisotropiebarriere) zu Schwierigkeiten beim Schalten (da man genau diese Barriere überwinden muss) und eine hohe Schaltfrequenz zu einer entsprechend niedrigen Lebensdauer. Eine Aufgabe besteht nun darin, geeignete Geometrien zu finden (Form, Schichtdicken, laterale und vertikale Ausdehnung usw.), die zu einer optimalen Speicherstruktur führen können.