Gegenstand der patentierten Erfindung (Erfinder: Prof. Dr. Günter Schatz, Dr. Manfred Albrecht, Dr. Mireille Maret, Andreas Maier, Frank Treubel) ist die Art der Herstellung eines magnetischen Filmes und die Eigenschaften des Substrats, auf welches der Film aufgebracht wird. Dieser Sachverhalt hört sich in der Sprache eines Patents folgendermaßen an:
„Die vorliegende Erfindung betrifft ein Element, umfassend ein Substrat, das eine Oberflächenrauigkeit von kleiner als 5 nm und gesättigte Bindungen an den Oberflächen aufweist, und einen mindestens auf einer Seite des Substrats aufge-brachten MPt3-Film mit zur Filmebene senkrechter magnetischer Anisotropie, wobei M aus einem Metall der 5. bis 9. Nebengruppe des Periodensystems, Nickel oder Gadolinium ausgewählt ist, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie die Verwendung eines solchen Elements als magnetisches Bauelement, beispielsweise als magnetischer Sensor oder magneto-opitsches Speicherelement.“
Das Patent beinhaltet also z.B. die Herstellung eines granularen CoPt3-Filmes auf einem WSe2-Schichtgitterhalbleiter mittels Molekularstrahlepitaxie. Wie in Abb. 5.14 und Abb. 5.15 dargestellt ist, zeigt ein granularer CoPt3-Film (Dicke < 100 Å), der bei Raumtemperatur bzw.
bei 100°C auf WSe2 aufgedampft wurde, eine senkrechte magnetische Anisotropie mit einer Koerzitivfeldstärke von 300 Oe bzw. 150 Oe. Das Vorhandensein einer senkrechten magneti-schen Anisotropie, hat den Vorteil gegenüber einer logitudinalen Anisotropie herkömmlicher magnetischer Speicherfilme, dass die gespeicherte Information gegenüber Demagnetisierung stabiler ist. Zur Verschiebung von Domänenwänden zwischen Domänen mit jeweils senk-rechten magnetischen Anisotropien muss mehr Energie aufgebracht werden, als zwischen Domänen mit longitudinaler Anisotropie. Dadurch können die Domänen bei vergleichbarer Stabilität auf kleinerem Raum realisiert und so eine höhere Speicherdichte erreicht werden.
IBM forscht ebenfalls intensiv an magnetischen Speichermedien mit einer senkrechten magnetischen Anisotropie und hat auch schon ein Schreib-/Lesekopfdesign dafür entwickelt [IBM2].
Ausserdem haben die granularen Filme mit einer Dicke bis zu 50 Å eine mittlere Korngröße, die kleiner als 10 nm ist (siehe Abb. 5.4). Die Korngröße ist ein entscheidendes Kriterium für das Signal-Rausch-Verhältnis bei einem Lese-Schreib-Vorgang auf einer Festplatte. Je kleiner die einzelnen Körnen sind, um so besser ist dieses Verhältnis.
Das Substrat ist in diesem Patent dahingehend festgelegt, dass es eine geringe Rauigkeit hat (< 5 nm) und eine chemisch inerte Oberfläche besitzt, die keine freien kovalenten oder ionischen Bindungen hat. Als Beispiele sind dafür Schichtgitterhalbleiter (z.B. MoSe2, MoS2, ReSe2, ReS, WSe2 oder WS2), Graphit oder Polymerschichten angegeben, was aber keine Be-schränkung auf diese Beispiele bedeutet. Des weiteren beinhaltet das Patent auch, dass das
Substrat auf eine Trägerschicht in variabler Dicke aufgebracht werden kann. Es ist z.B.
bekannt, dass WSe2 großflächig hergestellt [Te96] oder das ZnSe auf kommerziellen GaAs-Wafern aufgedampft [Bo00] werden kann. Dies gilt auch für WSe2.
Der entscheidende Vorteil gegenüber momentan verwendeten magnetischen Speich-erschichten besteht darin, dass diese nur aus einer Schicht besteht, nämlich aus dem granularen CoPt3-Film, der in einem Aufdampfprozess bei Raumtemperatur hergestellt werden kann, eine senkrechte magnetische Anisotropie besitzt und eine mittlere Korngröße hat, die kleiner als 10 nm ist.
Das deutsche Patent wurde mittlerweile als internationales Patent unter der Nummer PCT/EP01/09228 angemeldet.
Da ich als Erfinder an den Einnahmen aus diesem Patent mit 6,66% beteiligt bin, sollten sich interessierte Käufer doch gerne hier melden:
Technologie-Lizenz-Büro (TLB)
der Baden-Württembergischen Hochschulen GmbH Ettlinger Strasse 25
76137 Karlsruhe http://www.tlb.de/
Ein Dankeschön …
An dieser Stelle möchte ich mich bei allen bedanken, die mich während meiner Zeit in der Arbeitsgruppe Schatz unterstützt haben und die dazu beigetragen haben, dass ich immer sehr viel Spaß hatte.
Herr Prof. Dr. G. Schatz gab mir am Ende meiner Diplomzeit die Möglichkeit, noch weitere Jahre der Physik treu zu bleiben und hat mich als Doktorand in seine Arbeitsgruppe aufgenommen. Ich möchte mich für sein Vertrauen in mich bedanken und auch für die Freiheiten, die er mir während meiner gesamten Zeit gab, auch im Namen meines Sohnes Maximilian, der das Babyschwimmen mit seinem Papi montagmorgens sehr genossen hat.
Manfred Albrecht, der von unserer Arbeitsgruppe seit Mai diesen Jahres als Verstärkung zu IBM nach Kalifornien ausgeliehen wurde, um den Laden dort so richtig aufzumischen, hat mich nicht nur in physikalischen Dingen sehr gut betreut und immer einen guten Rat parat gehabt, sondern wir hatten auch sehr viel Spaß an so manchem Hemdglonkerumzügen und Abenden im Brauhaus.
Bei Mireille Maret möchte ich mich dafür bedanken, dass ich von ihrem Wissen über Legierungsfilme und Kristallsysteme profitieren durfte. Ausserdem ist sie eine wahre Meisterin im Umgang mit Röntgendiffraktometern und –spektren. Je voudrais la remercier pour son aide.
Frank Treubel und Bernd Riedlinger, “meinen” zwei Diplomanten danke ich für die erfolgreiche Arbeit im Labor, den netten Aufenthalt in Hamburg und wünsche ihnen alles gut für ihre eigene Doktorarbeiten.
Uwe Mazur, der letztes Jahr zu unserer Gruppe gestoßen ist, hat die MBE-Apparatur unter seine Fittiche genommen und herausgeputzt. Man sieht bei technischen Angelegen-heiten sofort, dass er Ingenieur ist. Alle technischen Dinge werden sehr gewissenhaft und genau erledigt, nicht so hingepfuscht wie bei Physikern.
Bei Eric Beaurepaire möchte ich mich für die MOKE-Messungen bedanken.
Mit Helmut Wider habe ich mehrere interessante Wochen in Krakau erlebt. Die Arbeit mit ihm dort im Labor hat großen Spaß gemacht und wir hatten so manch interessantes Gespräch über unsere Kinder.
Alexander Barth, der seit Anfang des Jahres ein weiterer Büro-Kollege ist, ist immer gut gelaunt und lässt kein Fest aus. Es macht Spaß, mit ihm im Labor zu arbeiten und auch ihm wünsche ich alles gute für seine Diplomarbeit.
Markus Dippel und Marianne Pleines, die es beide ins mit Franken entlohnende Ausland gezogen hat, haben ebenfalls lange Zeit zu einem netten Arbeitsklima beigetragen. Mariannes Lachen musste einen einfach zum Fröhlichsein anstecken.
PD Dr. Christof Niedermayer hat mir sehr nützliche Tipps, nein nicht zur Börse, sondern zu einem guten Kinderarzt um die Ecke und zu Einschlafproblemen von kleinen Kindern gegeben. Man kann mit ihm neben Physik auch sehr gut über andere Dinge diskutieren.
PD Dr. Manfred Deicher hat mich in meiner Eigenschaft als Computerfuzzi unserer Arbeitsgruppe immer mit der neuesten Software versorgt und für jedes Computerproblem ein offenes Ohr gehabt. Vielen Dank dafür.
Ich möchte mich natürlich auch bei den ganzen restlichen “Mitbewohnern“ auf P10 bedanken. Die Atmosphäre in der Kaffeeecke und die gegenseitige Hilfsbereitschaft war immer toll.
Last but not least möchte ich mich natürlich bei meinen Eltern, die immer dafür gesorgt haben, dass es ihrem Bub an nichts fehlt, und bei meiner mittlerweile auf insgesamt drei Mitgliedern angewachsenen Familie bedanken. Danke für eure Unterstützung!