Ein internationales Forscher-Team arbeitet derzeit daran, die Datendichte von Magnetspeichern, wie sie in Festplatten zum Einsatz kommen, mehrere hundert mal zu steigern.
Die Grundlage dafür bildet die Beeinflussung der Magnetisierung von Eisenatomen in einem metallorganischen Netz durch Sauerstoff, teilte das Team, an dem auch Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Festkörperforschung in Stuttgart beteiligt sind, mit.
Die Forscher haben dafür auf einer Kupferoberfläche ein Netz aus Eisenatomen und Terephthalsäuremolekülen geknüpft. Erstere bilden dabei die Knoten des Netzes, die durch die organischen Moleküle verbunden sind. Fügen die Wissenschaftler Sauerstoff hinzu, setzt dieser sich auf das Eisenatom und klappt es wie einen Stabmagneten aus der Ebene heraus. Die beiden magnetischen Orientierungen können für die Null oder Eins eines Bits stehen.
Die größten Festplatten speichern derzeit rund 400 Gigabit pro Quadratzoll, auf jedem Quadratzentimeter also etwa 60 Gigabit. Die neue Methode würde es ermöglichen, dass im Prinzip 700-mal mehr Datenpunkte Platz finden - nämlich knapp 50 Billionen pro Quadratzentimeter.
Nur 1,5 Nanometer Abstand trennen die Eisenatome in dem Netz, einem zweidimensionalen quadratischen Gitter. Die Struktur bildet sich auf einer Kupferoberfläche von selbst. Die Forscher mussten die Materialien nur im richtigen Mischungsverhältnis und bei geeigneter Temperatur in einer Vakuumkammer verdampfen, hieß es.
Allerdings ist die magnetische Ausrichtung der Eisenatome so noch nicht für die Speicherung von Daten Nutzbar. Durch das Hinzufügen von Sauerstoff, dessen Atome sich jeweils an einzelne Eisenatome heften, lässt sie sich aber gezielt beeinflussen, fanden die Wissenschaftler heraus.
Bis dies allerdings technisch sinnvoll und wirtschaftlich nutzbar ist, wird noch einige Zeit vergehen. Bislang haben die Physiker keinen Einfluss darauf, auf welche Metallatome sich ein Sauerstoffmolekül setzt. "Prinzipiell ließe sich das mit einem Rastersondenmikroskop steuern", sagte Sebastian Stepanow vom Max-Planck-Institut. Ein Rastersondenmikroskop besitzt eine feine Spitze, die ein Sauerstoffmolekül aufnehmen und gezielt zu einem Eisenatom manövrieren könnte.
Daran arbeiten die Forscher derzeit aber noch nicht. Sie suchen zunächst eine Möglichkeit, mehrere Eisenatome zu einem magnetischen Kollektiv zu verbinden. Denn ein Eisenatom pro Bit ermöglicht zwar den dichtesten Speicher, reicht aber nicht für eine zuverlässige Datenspeicherung. Eine Gruppierung der Eisenatome soll dieses Problem lösen.
Dass genau das Netz aus Eisen und Terephthalsäure einmal in Festplatten Daten speichern wird, ist aber unwahrscheinlich. Immerhin nehmen die winzigen Stabmagnete nur bei knapp 270 Grad Celsius unter Null zuverlässig eine bevorzugte Richtung ein.
"Mit unseren Hybridmaterialien haben wir aber bewiesen, dass es prinzipiell Materialien gibt, die Bits in einzelnen Atomen speichern können", sagte Klaus Kern, der ebenfalls zu dem Team gehört. Jetzt gehe es darum, mit diesem Verständnis Stoffe zu finden, die sich auch für Festplatten im PC eignen.
Quelle:
Die Grundlage dafür bildet die Beeinflussung der Magnetisierung von Eisenatomen in einem metallorganischen Netz durch Sauerstoff, teilte das Team, an dem auch Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Festkörperforschung in Stuttgart beteiligt sind, mit.
Die Forscher haben dafür auf einer Kupferoberfläche ein Netz aus Eisenatomen und Terephthalsäuremolekülen geknüpft. Erstere bilden dabei die Knoten des Netzes, die durch die organischen Moleküle verbunden sind. Fügen die Wissenschaftler Sauerstoff hinzu, setzt dieser sich auf das Eisenatom und klappt es wie einen Stabmagneten aus der Ebene heraus. Die beiden magnetischen Orientierungen können für die Null oder Eins eines Bits stehen.
Die größten Festplatten speichern derzeit rund 400 Gigabit pro Quadratzoll, auf jedem Quadratzentimeter also etwa 60 Gigabit. Die neue Methode würde es ermöglichen, dass im Prinzip 700-mal mehr Datenpunkte Platz finden - nämlich knapp 50 Billionen pro Quadratzentimeter.
Nur 1,5 Nanometer Abstand trennen die Eisenatome in dem Netz, einem zweidimensionalen quadratischen Gitter. Die Struktur bildet sich auf einer Kupferoberfläche von selbst. Die Forscher mussten die Materialien nur im richtigen Mischungsverhältnis und bei geeigneter Temperatur in einer Vakuumkammer verdampfen, hieß es.
Allerdings ist die magnetische Ausrichtung der Eisenatome so noch nicht für die Speicherung von Daten Nutzbar. Durch das Hinzufügen von Sauerstoff, dessen Atome sich jeweils an einzelne Eisenatome heften, lässt sie sich aber gezielt beeinflussen, fanden die Wissenschaftler heraus.
Bis dies allerdings technisch sinnvoll und wirtschaftlich nutzbar ist, wird noch einige Zeit vergehen. Bislang haben die Physiker keinen Einfluss darauf, auf welche Metallatome sich ein Sauerstoffmolekül setzt. "Prinzipiell ließe sich das mit einem Rastersondenmikroskop steuern", sagte Sebastian Stepanow vom Max-Planck-Institut. Ein Rastersondenmikroskop besitzt eine feine Spitze, die ein Sauerstoffmolekül aufnehmen und gezielt zu einem Eisenatom manövrieren könnte.
Daran arbeiten die Forscher derzeit aber noch nicht. Sie suchen zunächst eine Möglichkeit, mehrere Eisenatome zu einem magnetischen Kollektiv zu verbinden. Denn ein Eisenatom pro Bit ermöglicht zwar den dichtesten Speicher, reicht aber nicht für eine zuverlässige Datenspeicherung. Eine Gruppierung der Eisenatome soll dieses Problem lösen.
Dass genau das Netz aus Eisen und Terephthalsäure einmal in Festplatten Daten speichern wird, ist aber unwahrscheinlich. Immerhin nehmen die winzigen Stabmagnete nur bei knapp 270 Grad Celsius unter Null zuverlässig eine bevorzugte Richtung ein.
"Mit unseren Hybridmaterialien haben wir aber bewiesen, dass es prinzipiell Materialien gibt, die Bits in einzelnen Atomen speichern können", sagte Klaus Kern, der ebenfalls zu dem Team gehört. Jetzt gehe es darum, mit diesem Verständnis Stoffe zu finden, die sich auch für Festplatten im PC eignen.
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