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Foto: Marco Warmuth / MPI für Mikrostrukturphysik
Wahljahr: | 2015 |
Sektion: | Physik |
Stadt: | Halle |
Land: | Deutschland |
Forschungsschwerpunkte: Spintronik, Nanotechnik, Riesenmagnetowiderstand (GMR – Giant Magnetoresistance), Speichermedien, Computerfestplatten, Racetrack-Speicher
Stuart Parkin ist ein britischer Physiker. Schwerpunkt seiner Forschung ist das Gebiet der Spintronik. Er erforscht die Wechselwirkungen dünner Materialschichten und entdeckte, dass der Riesenmagnetowiderstand (GMR-Effekt) in vielen Materialien praktisch anwendbar ist. Stuart Parkin entwickelte auf dieser Grundlage neuartige Leseköpfe für Computerfestplatten und ermöglichte so die hohe Kapazität von Computerspeichern.
Stuart Parkin erforscht extrem dünne Materialschichten, wie sie zum Beispiel in Computerchips verwendet werden, und deren Speichermöglichkeiten. Er machte den Riesenmagnetowiderstand oder GMR-Effekt (Giant Magnetoresistance) praktisch nutzbar. Dabei machte sich Stuart Parkin den Spin der Elektronen zunutze. Dieses winzige Magnetfeld jedes Elektrons wird in der Spintronik zur Verarbeitung und Codierung von Informationen verwendet. Der GMR-Effekt kommt in Strukturen vor, die abwechselnd aus magnetischen und nichtmagnetischen Metallschichten bestehen. Hier kann ein äußeres Magnetfeld die Richtung der Spins beeinflussen und dadurch den elektrischen Widerstand der gestapelten Schichten verändern.
Diesen Effekt setzte Parkin in einem Sensor ein und entwickelte einen neuen Typ Lesekopf für Computerlaufwerke. Auch auf Festplatten sind digitale Daten in Form von mikroskopisch kleinen Feldern mit verschiedenen Magnetisierungsrichtungen gespeichert. Im Lesekopf befindet sich ein Sensor, der die Richtung der Magnetisierung mithilfe des Magnetowiderstands erkennt. Ein Lesekopf mit GMR-Effekt kann sehr kleine magnetische Veränderungen in ausreichend messbare Unterschiede beim elektrischen Widerstand umwandeln. Im Ergebnis konnte durch den von Parkin entwickelten Lesekopf die Speicherkapazität von Festplatten erhöht werden. Fast alle Computer nutzen heute den Effekt des Riesenmagnetowiderstands.
In jüngster Zeit forscht Stuart Parkin an sicheren, energiesparenden Speichern. Er hat den „Racetrack-Speicher“ entwickelt – ein dreidimensionales Speichermedium mit einer erneut höheren Speicherdichte, der auf Technologien der Spintronik basiert. Bewegliche Teile gibt es in diesem Speicher nicht mehr. Nanometerdünne Drähte aus einem magnetischen Material speichern die Bits. Die magnetische Strukturierung wird innerhalb des Nanodrahts hin- und hergeschoben. Künftig will Parkin auch Schaltkreise entwickeln, die wie das menschliche Gehirn funktionieren. Deren Verbindungen werden stärker, je häufiger sie benutzt werden. Er hat knapp 600 wissenschaftliche Aufsätze veröffentlicht und hält rund 120 Patente.
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