Peter Grünberg: Duitse fysicus, Nobelprijs 2007 voor reuzenmagnetoweerstand
Peter Grünberg — Duitse fysicus en Nobelprijswinnaar 2007, ontdekker van reuzenmagnetoweerstand die harde schijven en datageheugen revolutioneerde.
Peter Andreas Grünberg (18 mei 1939 – 7 april 2018) was een Duits natuurkundige, vooral bekend om zijn rol bij de ontdekking van de reuzenmagnetoweerstand (GMR). Deze ontdekking maakte het mogelijk dat harde schijven van gigabytes veel compacter en betrouwbaarder werden geproduceerd en luidt een nieuw tijdperk in de elektronica en sensoriek in.
Leven en carrière
Grünberg werd geboren op 18 mei 1939 en groeide op in Midden-Europa. Hij bouwde zijn wetenschappelijke loopbaan op in Duitsland en was jarenlang verbonden aan het onderzoekscentrum in Jülich (Forschungszentrum Jülich), waar hij onderzoek deed naar magnetische lagen en dunne films. Zijn werk concentreerde zich op de fundamentele eigenschappen van magnetische materialen en hun toepassing in elektronische componenten.
Ontdekking van de reuzenmagnetoweerstand
Eind jaren 1980 ontdekte Grünberg, onafhankelijk van de Franse onderzoeker Albert Fert, een sterke verandering in de elektrische weerstand van gelaagde structuren bestaande uit afwisselende ferromagnetische en niet-magnetische dunne lagen. Wanneer de magnetisatierichting van aangrenzende ferromagnetische lagen door een extern magneetveld van antiparallel naar parallel verandert, daalt de elektrische weerstand sterk. Dit effect werd genoemd: groot/reuzen magnetoweerstand (GMR).
De ontdekking door beide groepen (Grünberg in Duitsland en Fert in Frankrijk) werd in dezelfde periode gepubliceerd. Hoewel zij onafhankelijk werkten en elkaar niet direct samenraadpleegden voor deze vondst, droegen beiden fundamenteel bij aan de ontwikkeling van wat later de wetenschappelijke en technologische tak 'spintronica' zou worden genoemd.
Betekenis en toepassingen
Het praktische belang van GMR is groot: het effect maakte het mogelijk om zeer gevoelige magnetische leesmechanismen te bouwen voor harde schijven, waardoor opslagdichtheden sterk konden toenemen. Verder leidde GMR tot nieuwe typen magnetische sensoren en legde het de basis voor spintronica-toepassingen zoals magnetische geheugens (bijv. MRAM) en geavanceerde sensortechnologieën in de auto- en elektronica-industrie.
Nobelprijs en erkenning
In 2007 ontvingen Peter Grünberg en Albert Fert gezamenlijk de Nobelprijs voor natuurkunde voor hun ontdekking van de reuzenmagnetoweerstand. De prijs werd eerlijk verdeeld tussen beiden; hun onafhankelijke ontdekkingen hadden hetzelfde fundamentele belang voor wetenschap en technologie.
Latere jaren en nalatenschap
Grünberg bleef een gerespecteerd wetenschapper binnen de materialen- en magnetismegemeenschap en werd geroemd om zijn experimentele inzicht en technisch vakmanschap bij het maken van dunne laag-structuren. Zijn werk heeft een blijvende invloed op moderne opslagtechnologie en op het vakgebied van spintronica. Peter Grünberg overleed op 7 april 2018; zijn ontdekking en de daarop volgende innovaties blijven van grote invloed in zowel fundamenteel onderzoek als in commerciële toepassingen.
Vroeg leven
Grünberg werd geboren in Pilsen, Bohemen, dat door de nazi's werd gecontroleerd. Zij noemden het land het Protectoraat van Bohemen en Moravië en het staat nu bekend als Tsjechië. Grünbergs vader heette Fjodor Grinberg, maar hij veranderde zijn naam in 1941 in Fjodor Grünberg.
De rest van de familie Grünberg verbleef enige tijd in het huis Petermann in Untersekerschan, maar na de Tweede Wereldoorlog werden alle inwoners van Pilsen die Duits spraken door de Tsjechische regering gedwongen het land te verlaten. Dit werden de Beneš-decreten genoemd. Hij verhuisde met zijn moeder (die in 2002 op 74-jarige leeftijd overleed) en zus naar Lauterbach in Hessen. Hij studeerde daar aan een gymnasium (tweedegraads school).
Grünberg behaalde in 1962 een diploma aan de Johann Wolfgang Goethe Universiteit. Daarna studeerde hij aan de Technische Universiteit van Darmstadt in Duitsland, waar hij in 1966 zijn diploma natuurkunde en in 1969 zijn doctoraat behaalde. Van 1969-1972 studeerde hij aan de Carleton University in Ottawa, Canada. Later trad hij in dienst bij het Instituut voor vaste-stoffysica van het Jülich onderzoekscentrum, waar hij een vooraanstaand onderzoeker van magnetisme werd tot hij in 2004 met pensioen ging.
Belangrijk werk
Grünberg deed belangrijke ontdekkingen met ferriet (ijzer) en magnetisme, zoals het Giant magnetoresistive effect (GMR) in 1988. GMR is gebruikt in veel moderne harde schijven. Een andere toepassing van het GMR-effect is in magnetische willekeurig toegankelijke geheugens.
Naast de Nobelprijs is Grünberg onderscheiden met gedeelde prijzen in de APS International Prize for New Materials, de International Union of Pure and Applied Physics Magnetism Award, de Hewlett-Packard Europhysics Prize, de Wolf Prize in Physics in en de Japan Prize 2007. Hij won de Duitse Toekomstprijs voor Technologie en Innovatie in 1998 en werd in 2006 door het Europees Octrooibureau en de Europese Commissie uitgeroepen tot Europese Uitvinder van het Jaar in de categorie "Universiteiten en onderzoeksinstellingen".
Dood
Grünberg is overleden op 7 april 2018 in Jülich, Duitsland op 78-jarige leeftijd.
Gepubliceerd werk (selectie)
- Octrooi, Duitsland, 3820475 "Magnetfeldsensor mit ferromagnetischer, dünner Schicht" gedeponeerd op 16.06.1988
- Octrooi, VS, 4949039 "Magnetische veldsensor met ferromagnetische dunne lagen met magnetisch antiparallelle gepolariseerde componenten".
- Grünberg, Peter, Y. Suzuki, T. Katayama, K. Takanashi, R. Schreiber, K. Tanaka. 1997. "The magneto-optical effect of Cr(001) wedged ultrathin films grown on Fe(001)". JMMM . 165, 134.
- P. Grünberg, J.A. Wolf, R.Schäfer. 1996. "Long Range Exchange Interactions in Epitaxial Layered Magnetic Structures". Physica B 221, 357.
- M. Schäfer, Q. Leng, R. Schreiber, K. Takanashi, P. Grünberg, W. Zinn. 1995. "Experiments on Interlayer Exchange Coupling" (uitgenodigd op 5th NEC Symp., Karuizawa, Japan). J. of Mat. Sci. and Eng. . B31, 17.
- A. Fert, P. Grünberg, A. Barthelemy, F. Petroff, W. Zinn (uitgenodigd op de ICM in Warschau, 1994). 1995. "Gelaagde magnetische structuren: interlayer exchange coupling en giant magnetoresistance". JMMM. 140-144, 1.
- P. Grünberg, A. Fuß, Q. Leng, R. Schreiber, J.A. Wolf. 1993. "Interlayer Coupling and its Relation to Growth and Structure". Proc. of NATO workshop on "Magnetism and Structure in Systems of Reduced Dimension", ed. by R.F.C. Farrow et al., NATO ASI Series B: Physics Vol. 309, p. 87, Plenum Press, N.Y. 1993.
- A. Fuß, S. Demokritov, P. Grünberg, W. Zinn. 1992. "Short- and long period oscillations in the exchange coupling of Fe across epitaxially grown Al- and Au-interlayers". JMMM. 103, L211.
- G. Binasch, P. Grünberg, F. Saurenbach, W. Zinn. 1989. "Enhanced magnetoresistance in Fe-Cr layered structures with antiferromagnetic interlayer exchange". Physical Review B39. 4282.
- P. Grünberg, R. Schreiber, Y. Pang, M.B. Brodsky, H. Sowers. 1986. "Gelaagde magnetische structuren: Evidence for antiferromagnetic coupling of Fe-layers across Cr-interlayers". Physical Review Letters. 57, 2442.
Zoek in de encyclopedie