Ein japanisches Forschungsteam veröffentlichte in der Fachzeitschrift *Nature Communications* eine Studie, die den alternierenden Magnetismus von Rutheniumdioxid-Dünnschichten bestätigt. Diese Entdeckung bietet eine vielversprechende neue Materialgrundlage für die Entwicklung von magnetischen Datenspeichern der nächsten Generation mit hoher Geschwindigkeit und Speicherdichte.

Das Forschungsteam setzte sich aus Wissenschaftlern des Nationalen Instituts für Materialwissenschaften, der Universität Tokio, des Kyoto Institute of Technology und der Universität Tohoku zusammen. Sie stellten erfolgreich hochwertige Rutheniumdioxid-Dünnschichten mit einheitlicher Kristallorientierung auf Saphirsubstraten her. Durch die Optimierung der Substratauswahl und der Wachstumsbedingungen überwand das Team die bisherige Herausforderung inkonsistenter experimenteller Ergebnisse und der Schwierigkeit, den Magnetismus eindeutig nachzuweisen.

Die Forscher nutzten den magnetischen Lineardichroismus im Röntgenbereich, um die Spinanordnung und die magnetisch geordnete Struktur der Schicht zu analysieren und die Charakteristik der sich gegenseitig aufhebenden Nettomagnetisierung zu bestätigen. Gleichzeitig bestätigte das beobachtete Phänomen der Spinaufspaltung und des Magnetowiderstands die elektronische Struktur des Materials aus elektrischer Sicht. Diese experimentellen Ergebnisse stimmen mit Berechnungen aus ersten Prinzipien überein und bestätigen gemeinsam, dass der Rutheniumdioxid-Dünnfilm alternierenden Magnetismus aufweist.

Alternierender Magnetismus ist nach Ferromagnetismus und Antiferromagnetismus der dritte bestätigte fundamentale Magnetismustyp. Im Vergleich zu herkömmlichen ferromagnetischen Materialien bieten Materialien mit alternierenden magnetischen Eigenschaften vielversprechende Vorteile hinsichtlich ihrer Unempfindlichkeit gegenüber externen Magnetfeldern und ihrer Kompatibilität mit dem Auslesen von Informationen über elektrische Signale. Dies ist von Bedeutung für die Verbesserung der Datendichte und Stabilität von Speichern. Das Forschungsteam betont, dass diese Entdeckung das Potenzial von Rutheniumdioxid-Dünnfilmen als Kandidatenmaterial für zukünftige magnetische Hochgeschwindigkeits- und Hochdichtespeicher unterstreicht.

Aufbauend auf diesem Ergebnis plant das Forschungsteam die Weiterentwicklung von Speicherbauelementen der nächsten Generation auf Basis von Rutheniumdioxid-Dünnfilmen. Diese Bauelemente sollen die inhärente hohe Reaktionsgeschwindigkeit und die hohe Integrationsfähigkeit alternierender magnetischer Eigenschaften nutzen, um die Energieeffizienz der Informationsverarbeitung zu verbessern. Die in dieser Studie entwickelten magnetischen Analyseverfahren lassen sich zudem zur Untersuchung weiterer neuartiger magnetischer Materialien anwenden.

Weitere Informationen: Autoren Cong He et al., Titel: „Evidence of a Monomorph in Magnetic RuO2(101) Thin Films“, erschienen in *Nature Communications* (2025). Zeitschrifteninformationen: *Nature Communications*