Der kleinste Speicher der Welt ist entwickelt: Ein internationales Team von Forschern hat die kleinste "Festplatte" der Welt geschaffen - und ist damit an die Grenzen der Physik gestoßen. Ein Datenbit, die kleinste Einheit in der Computertechnik, hat dabei auf gerade einmal zwölf Eisenatomen Platz. Die Speicherdichte übertrifft damit die üblichen Festplatten um das Hundertfache, teilte die Max-Planck-Gesellschaft (MPG) am Donnerstag mit. Der neuartige Magnetspeicher erreicht somit die Speicherdichte des menschlichen Erbmaterials DNA.
Kleinste Festplatte der Welt mit antiferromagnetischem Material
Für den Superspeicher haben die Wissenschaftler erstmals sogenanntes antiferromagnetisches Material verwendet, das sich bislang als ungeeignet für die Sicherung von Daten erwiesen hatte. Im Fachjournal "Science" präsentierten die Forscher und der IT-Konzern IBM das Speicherwunder.
Herkömmliche Magnete wie die im gewöhnlichen Kompass nutzen normalerweise ferromagnetisches Material, das aus Eisen, Nickel und anderen Elementen bestehen kann. Auf Computer-Festplatten werden die Datenbits jeweils in winzigen ferromagnetischen Strukturen abgelegt, die die Null oder Eins eines Bits durch die Ausrichtung ihrer Pole repräsentieren. Diese Speicher benötigen allerdings einen Mindestabstand zueinander - anders als bei antiferromagnetischen Einheiten, die deutlich dichter nebeneinanderliegen können.
Eisenatome auf Kupfernitrid-Oberfläche platziert
"Wir haben jetzt eine Möglichkeit gefunden, in kurzen Reihen von Eisenatomen zwei unterschiedliche antiferromagnetische Zustände zu erzeugen, einen für die Null und einen für die Eins", sagt Loth. Dabei helfe die Platzierung der Eisenatome auf einer Kupfernitrid-Oberfläche.
Der Superspeicher lässt sich jedoch nur unter außergewöhnlichen Umständen herstellen: Stabil ist er derzeit nur bei Temperaturen von minus 268 Grad. Zudem wurden die Strukturen Atom für Atom aufgebaut, was nur mit Hilfe eines Rastertunnelmikroskops möglich gewesen sei , erläutert Loth. "Ehe antiferromagnetische Datenpunkte tatsächlich zum Einsatz kommen, wird sicher noch einige Zeit vergehen", sagte Andreas Heinrich, Leiter des IBM-Labors in Almaden in Kalifornien.
"Miniaturisierung der Elektronik"
Das Ergebnis ist dennoch ein großer Schritt für die Forschung. "Damit liegt erstmals ein Machbarkeitsnachweis vor", sagte IBM-Sprecher Hans-Jürgen Rehm der Nachrichtenagentur dpa. "Das ist, als wenn man eine neue Tür in den nächsten Raum geöffnet hat." Es sei zwar der allererste Schritt, aber es funktioniere.
"Angesichts der Miniaturisierung der Elektronik wollten wir wissen, ob man diese Entwicklung bis an die Grenze einzelner Atome weitertreiben kann", sagte Sebastian Loth, Mitarbeiter der Max-Planck-Gesellschaft beim Hamburger Forschungszentrum CFEL (Center for Free-Electron Laser Science).
Mit ihrem Nano-Magnetspeicher sind die Wissenschaftler bis an die Grenze der Quantenphysik vorgedrungen. Während die Forscher ein Byte (8 Bit) auf 96 Atomen unterbringen, benötigen moderne Festplatten etwa eine halbe Milliarde Atome für ein Byte. (dpa, AZ)