"Riesen-Magnetwiderstand" entdeckt: Der Physik-Nobelpreis geht an Grünberg & Fert

Forscher fanden einen neuen physikalischen Effekt

"Riesen-Magnetwiderstand" entdeckt: Der Physik-Nobelpreis geht an Grünberg & Fert

Der Nobelpreis für Physik 2007 geht an den deutschen Wissenschafter Peter Grünberg vom Forschungszentrum Jülich und den französischen Forscher Albert Fert von der Université Paris-Sud in Orsay. Die beiden Forscher werden für die 1988 erfolgte Entdeckung eines völlig neuen physikalischen Effekts, des sogenannten "Riesen-Magnetwiderstands" (GMR-Effekt) geehrt. Mit dessen Hilfe konnte die Computer-Festplattenkapazität in den vergangenen Jahren erheblich gesteigert werden. Die Ehrung ist wie im Vorjahr mit zehn Millionen Kronen (1,1 Mio. Euro) dotiert und wird am 10. Dezember, dem Todestag des Stifters Alfred Nobel, in Stockholm überreicht.

Im vergangenen Jahr ging der Physik-Nobelpreis an die beiden US-Forscher John C. Mather vom NASA Goddard Space Flight Center in Greenbelt (US-Bundesstaat Maryland) und George F. Smoot von der University of California in Berkeley (Kalifornien). Die beiden Physiker wurden für ihre Untersuchungen der kosmischen Hintergrundstrahlung, quasi das "Echo des Urknalls", ausgezeichnet. Ihre Arbeiten basieren auf Messungen mit dem 1989 gestarteten NASA-Satelliten COBE.

Entdeckung ein Milliarden-Geschäft
Die beiden diesjährigen Physik-Nobelpreisträger haben 1988 unabhängig voneinander den Effekt des Riesen-Magnetowiderstands (Giant Magneto Resistance, GMR) entdeckt. Die Umsetzung dieser Grundlagenforschung in ein innovatives Produkt ging rasant, nur wenige Jahre später sollte dieses Phänomen die Technologie für Computer-Festplatten revolutionieren und ein Milliarden-Geschäft werden. Seit 1997, als IBM den ersten auf dem GMR-Effekt fußenden Lesekopf für Festplatten vorstellte, hat die Speicherdichte einen enormen Sprung gemacht.

Daten auf einer Festplatte werden magnetisch geschrieben und wieder abgelesen, und zwar mit Hilfe eines Magnet-Kopfs. Die Information liegt in Form von mikroskopisch kleinen Feldern mit verschiedenen Magnetisierungsrichtungen vor. Will man mehr Daten auf eine Festplatte packen, muss das Volumen der einzelnen magnetischen Schalter pro Bit verkleinert werden. Doch dadurch wird deren magnetisches Feld sehr klein, was das Ablesen der Daten erschwert. Hier kam Grünbergs und Ferts Entdeckung ins Spiel: Äußerst schwache magnetische Veränderungen erzeugen in einem GMR sehr große Veränderungen des elektrischen Widerstands. "Ein solches System ist genau das, was gebraucht wird, um die Daten aus Festplatten auszulesen", begründet das Nobelpreis-Komitee seine Entscheidung.

Für das Nobelpreis-Komitee kann die Technik des GMR auch als "eine der ersten großen Anwendungen der Nanotechnik" gesehen werden. Denn die Entdeckung des GMR-Effekts war durch die Entwicklung neuer Techniken in den 1970er-Jahren möglich geworden, äußerst dünne, nur wenige Atomlagen umfassende Schichten aus verschiedenen Materialien herzustellen. So tritt der GMR auf, wenn mindestens zwei ferromagnetische Schichten wie Kobalt oder Eisen durch eine hauchdünne, nicht ferromagnetische Zwischenschicht etwa aus Chrom oder Kupfer getrennt sind.

Vielfach ausgezeichnet
Die beiden Wissenschafter wurden für ihre Arbeit bereits vielfach ausgezeichnet. Erst Anfang dieses Jahres wurden Grünberg und Fert mit dem renommierten, mit 50 Millionen Yen (325.000 Euro) dotierten "Japan-Preis" in der Kategorie "Von Grundlagenforschung inspirierte Innovationen" ausgezeichnet. Im Mai erhielten die beiden dann den renommierten, mit 100.000 Euro dotierten israelischen Wolf Prize. Grünberg hatte schon zuvor für seine Entdeckung unter anderem 1998 den Deutschen Zukunftspreis, 2006 den Erfinderpreis der Europäischen Kommission sowie die Stern-Gerlach-Medaille der Deutschen Physikalischen Gesellschaft erhalten.

(apa/red)