Trotz der trennenden Schicht beeinflussen sich die magnetischen Sandwich-Schichten gegenseitig, und ihre Magnetisierungen richten sich aneinander aus - je nach Dicke der Trennschicht parallel oder entgegengesetzt. Bei entgegengesetzter Magnetisierung ist dabei der elektrische Widerstand des Sandwiches deutlich höher. Schon ein kleines äußeres Magnetfeld wie etwa dasjenige eines Speicherbits auf einer Festplatte kann die Kopplung zwischen den Magnetschichten jedoch zerstören. Mit der Magnetisierungsrichtung ändert sich dann auch der elektrische Widerstand des Sandwiches, was sich zum Auslesen von Magnetspeichern nutzen lässt. Der Wechselwirkung zwischen Leiter-Magnetisierung und Elektronen-Spin hat eine neue Disziplin begründet, die so genannte Spintronik, eine Form der Elektronik, die auch die Information über den Elektronen-Spin ausnutzen will.
"Am faszinierendsten ist, dass Grünbergs und Ferts Grundlagenforschung schon nach zehn Jahren kommerziell so massiv durchgeschlagen ist. Normalerweise dauert das ja 20 bis 30 Jahre", betonte Joseph Nordgren vom Nobelkomitee. Grünberg und sein Kollege Fert von der Université Paris-Sud hatten unabhängig voneinander mit ultradünnen Schichten aus abwechselnd magnetischen und nichtmagnetischen Metallen experimentiert. Nahezu zeitgleich entdeckten sie 1988, dass sich der elektrische Widerstand so eines Sandwiches in Gegenwart eines Magnetfelds stark ändert. Da sich der elektrische Widerstand einfach messen lässt, machte diese Eigenschaft die Magnet-Sandwiches zu guten Kandidaten für Festplatten-Leseköpfe.
Grünbergs Gruppe meldete sofort ein Patent auf die Technik an, was dank weltweiten Lizenznehmern mittlerweile einen zweistelligen Millionenbetrag in die Kasse des Forschungszentrums Jülich gespült hat. Die Leseköpfe machen immerhin etwa zehn Prozent des jährlich rund 50 Milliarden Euro schweren Festplattenmarkts aus. Heute wird das Verfahren nach IBM-Angaben in der gesamten Weltproduktion von Festplatten verwendet.
Doch die Technik ist nicht nur für die Computer interessant. "Festplattenlaufwerke sind eine große Anwendung, es gibt aber auch andere in der Robotik", erläuterte Grünberg zur Verleihung des Deutschen Zukunftspreises 1998. Magnetfeldsensoren lassen sich auch in der Medizin einsetzen, etwa zur Messung von Hirnströmen oder bei endoskopischen Eingriffen. Und die Technik kann auch Anti-Blockier-Systeme im Auto überwachen. "Andere Anwendungen für Magnetfeldsensoren sind Kontrollfunktionen bewegter Teile, etwa in einer Waschmaschine." (dpa/ajf)