Magnetische Datenspeichertechnik der Zukunft
Wie "Science" berichtet, haben Wissenschaftler der Universität Hamburg ein völlig neues Verfahren zur magnetischen Speicherung von digitalen Informationen vorgestellt, das komplett auf magnetische Felder verzichtet und damit extrem hohe Speicherdichten ermöglicht. Den Hamburger Forschern gelang es weltweit erstmalig, die Magnetisierung von winzigen Nanoinseln durch den Einsatz von Spinströmen gezielt und berührungsfrei zu schalten. Diese Forschungsergebnisse könnten zur Entwicklung neuartiger Festplatten führen, die eine gegenüber aktuellen Systemen zehntausendfach höhere Datenkapazität besitzen.
In dieser 3D-Animation sind die Forschungsergebnisse in stark vereinfachter Form wiedergegeben. Die grünen und roten Scheiben symbolisieren die Nanoinseln, deren magnetische Ausrichtung durch die Farbgebung und Pfeilrichtung gekennzeichnet sind. Der von der gelben Spitze des spinpolarisierten Rastertunnelmikroskops fließende Tunnelstrom zwingt die magnetische Ausrichtung der Nanoinseln in eine bestimmte Richtung. Durch gleichzeitige Variation der angelegten Spannung kann die Magnetisierung so gezielt in die Bitzustände "0" und "1" geschaltet werden.
Stefan Krause, SPM-Gruppe von Prof. Roland Wiesendanger, Universität Hamburg
Forscher der Gruppe "Rastersondenmethoden" am Institut für Angewandte Physik der Universität Hamburg haben ein neues Verfahren zum Schreiben von Informationen vorgestellt, das komplett auf magnetische Felder verzichtet und gleichzeitig höchste Speicherdichten ermöglicht. Hierfür wird ein Werkzeug aus der Nanotechnologie genutzt - das sogenannte spinpolarisierte Rastertunnelmikroskop, bei dem durch Verwendung einer metallischen Sondenspitze mittels Tunnelstrom berührungsfrei eine magnetische Oberfläche lokal untersucht werden kann. Dieses Verfahren ermöglicht eine extrem hohe Auflösung bis hin zur Abbildung der magnetischen Eigenschaften einzelner Atome.
Erstmals gelang es nun den Forschern um Professor Wiesendanger, die magnetischen Zustände nicht nur atomgenau abzubilden, sondern auch gezielt auf der Nanometerskala zu schalten. Die Wissenschaftler untersuchten dafür kleinste Nanoinseln, die aus gerade mal einhundert Atomen bestehen. Während bei niedrigen Tunnelströmen von einigen Nanoampere zwischen Sondenspitze und Insel die untersuchten Nanoinseln thermisch schalten, ermöglicht ein tausendfach erhöhter Strom, die Inseln mit derselben Sondenspitze in eine bestimmte Magnetisierungsrichtung zu zwingen. Durch gleichzeitige Variation der angelegten Spannung kann die Magnetisierung dann gezielt in die Bitzustände "0" und "1" geschaltet werden.
Dieses "strominduziertes Schalten der Magnetisierung" könnte in absehbarer Zukunft das Speichern und Auslesen von Informationen in einzelne magnetische Atome ermöglichen und zu neuen, revolutionären Festplattentechnologien führen, deren Speicherdichte bis zu zehntausendfach höher ist als die heutiger Festplatten.
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