Ein deutsch-japanisches Forschungsteam unter Beteiligung der Universität Augsburg hat einen bedeutenden Fortschritt bei der Nutzung von Antiferromagneten erzielt. Erstmals gelang es, magnetische Informationen ausschließlich mit ultrakurzen Laserpulsen zu schreiben – ohne elektrische Ströme oder Magnetfelder.

Antiferromagnetische Materialien gelten als vielversprechend für die nächste Generation von Datenspeichern, da sie besonders schnell reagieren und unempfindlich gegenüber äußeren Störungen sind. Bisher war ihre Anwendung jedoch eingeschränkt, weil sich ihre magnetischen Zustände nur schwer gezielt kontrollieren lassen.

Das Forschungsteam um den Experimentalphysiker Prof. Dr. István Kézsmárki entwickelte nun ein neues Verfahren, bei dem nicht die Polarisation des Lichts, sondern dessen Ausbreitungsrichtung („Impuls“) zur Steuerung genutzt wird. Durch gezielte Bestrahlung kann so zwischen unterschiedlichen magnetischen Zuständen umgeschaltet und Information geschrieben werden. Zusätzlich lässt sich diese Information auch rein optisch wieder auslesen.

Datenspeichertechnologie der Zukunft

Die Methode funktioniert im Telekommunikations-Wellenlängenbereich und ist damit kompatibel mit bestehenden optischen Netzwerken. Perspektivisch könnte sie eine direkte Verbindung zwischen Lichtkommunikation und magnetischer Datenspeicherung ermöglichen – schneller und mit deutlich geringerem Energieverbrauch.

Darüber hinaus konnten die Forschenden zeigen, dass sich komplexe magnetische Muster gezielt in das Material einschreiben und stabil speichern lassen. Durch wiederholtes Umschalten mittels Laserlicht bleiben die Informationen dauerhaft erhalten (nichtflüchtig), was eine zentrale Voraussetzung für praktische Speichertechnologien darstellt.

Langfristig eröffnet dieser Ansatz neue Perspektiven für die Entwicklung leistungsfähiger Informationstechnologien: So könnten künftig Daten direkt mit Licht geschrieben und in magnetischen Materialien gespeichert werden, ohne den Umweg über elektrische Signale. Dies verspricht nicht nur deutlich höhere Geschwindigkeiten, sondern auch eine spürbare Reduktion des Energieverbrauchs – etwa in Rechenzentren oder Kommunikationssystemen.

Die Ergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift Nature Materials veröffentlicht und könnten den Weg für neuartige magneto-optische Speicher sowie innovative, energieeffiziente Informationssysteme ebnen.

Publikation

Toyoda, S., Kocsis, V., Tokunaga, Y. et al. All-optical control of antiferromagnetic domains via an inverse optical magnetoelectric effect. Nat. Mater. (2026). https://doi.org/10.1038/s41563-026-02608-4