text: Ohne die Forschungen der diesjährigen Physik-Nobelpreisträger wären moderne Computer-Festplatten und leistungsfähige MP3-Player nicht denkbar.
  1988 entdeckten der deutsche Physiker Peter Grünberg und der Franzose Albert Fert unabhängig voneinander den GMR-Effekt, den sogennanten Riesenmagnetwiderstand. Damit entwickelten sie hochsensible Magnetfeldsensoren und lösten einen Quantensprung in der Geschwindigkeit und Leistungsfähigkeit von Festplatten aus.
  «Die MP3- und iPod-Industrie hätte es ohne diese Entdeckung nicht gegeben», erklärte Borje Johansson von der Schwedischen Akademie der Wissenschaften der Nachrichtenagentur AP. Ein Physiker und Sprecher des amerikanischen Instituts der Physik, Phil Schewe, sprach von einer «hervorragenden Kombination grossartiger Physik und breitem Anwendungsbereich». Kaum eine Anwendung habe die Industrie der Speichermedien derart revolutioniert. «Jeder von uns hat vermutlich drei, vier, fünf oder mehr Geräte, die auf Milliarden von Informationen zugreifen und doch nur so gross sind wie eine Zehn-Cent-Münze.»
  Grünberg forscht seit 1972 als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Festkörperforschung (IFF) am Forschungszentrum Jülich. In seiner Grundlagenforschung befasste er sich mit mikroskopisch kleinen Magnetschichten, wobei er 1988 den Riesenmagnetwiderstand entdeckte. In den ersten Veröffentlichungen zu dem Thema zeigte sich Fert, ein Forscher an der Universität Paris-Süd, zuversichtlich, dass der GMR-Effekt grosse Auswirkungen haben würde. Grünberg liess die Entdeckung 1988 zuerst patentieren.
  Ab den 90er Jahren begann die Industrie, das GMR-Patent zu nutzen. IBM stellte im Dezember 1997 das erste kommerzielle Laufwerk her, das den GMR-Effekt ausnützt. Mit der Zunahme der Datenmenge müssen immer mehr Mega- und Gigabytes auf engerem Platz zusammenrücken. Die Informationen können nur abgerufen werden, wenn sie von Magnetfeldsensoren gelesen werden. Die Menge an gespeicherter Information kann wesentlich gesteigert werden, wenn die magnetischen Sensoren verbessert werden. Das haben Grünberg und Fert mit ihren Forschungen ermöglicht.
  Mikroskopische Eisenschichten lassen den GMR entstehen
  Die revolutionäre Entdeckung bezieht sich auf das Verhalten von Magnetfeldern in mikroskopischen Sandwichen - das sind Systeme aus zwei magnetischen Eisenschichten, die von einer nur wenige Atomlagen dünnen, nichtmagnetischen Schicht getrennt sind. Die magnetischen Momente beider Eisenschichten kommunizieren miteinander. Sie richten sich parallel, senkrecht oder antiparallel aus. Der Riesenmagnetwiderstand entsteht, wenn die magnetischen Momente in dem mikroskopischen Sandwich umklappen. Dabei ändert sich der elektrische Widerstand. Dadurch kann ein Lesekopf sehr exakt auf die magnetischen Felder in den einzelnen Sektoren des Datenträgers reagieren.
  Die Entwicklung sei «eine der ersten vielversprechenden Anwendungen der Nanotechnologie», erklärte das Nobelpreiskomitee in seiner Begründung der Preisverleihung. «Anwendungen dieser Technologie haben die Techniken, Daten von Festplatten zu bekommen, revolutioniert.» Grünberg selbst erklärte am Dienstag, dass die Entwicklung von Computern in den letzten Jahren gezeigt habe, dass der GMR-Effekt einen wichtigen Beitrag geleistet habe. GMR-Schichtpakete kommen nicht nur bei Festplatten oder in der Unterhaltungselektronik zum Einsatz. Auch im ABS-Bremssystem oder beim Auslesen von Biochips wird die Technik genutzt. (dapd)