Ohne magnetische Felder

Foto: Hard Drive eines Computers

Mit Strom die Bits bewegen; © SXC

Die stetige Miniaturisierung im heuteigen Informatikzeitalter erfordert immer ausgeklügeltere Technologien, will sie nicht irgendwann an ihre physikalischen Grenzen stoßen. In der Zeitschrift "Science" wird nun berichtet, dass Forscher am Institut für Angewandte Physik der Universität Hamburg ein neues Verfahren zum Schreiben von Informationen vorgestellt haben, 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.

MEDICA.de; Quelle: Kompetenzzentrum Nanoanalytik