Nano-Technologie Forscher konstruieren kleinsten Speicher der Welt

Er hat die Speicherfähigkeit des menschlichen Erbmaterials: Ein deutsch-amerikanisches Forscherteam hat einen extrem kleinen Datenspeicher gebaut. Eine Bit passt auf zwölf Atome - bislang wurden wenigstens Zigtausende benötigt.

dapd/ CFEL/ Sebastian Loth

Washington/Hamburg - Eine Speicherdichte, rund hundertmal höher als die handelsüblicher Festplatten, das haben deutsche und amerikanische Forscher bei ihrem neuen Datenspeicher hinbekommen. Und nebenbei ist das Ding auch noch der kleinste magnetische Speicher der Welt. Ein Datenbit, die kleinste Einheit in der Computertechnik, wird dabei auf gerade einmal zwölf Eisenatomen gespeichert, erklärte die Max-Planck-Gesellschaft.

Wie sie im Wissensschaftsjournal "Science" berichten, sind die Wissenschaftler mit ihrem Nano-Magnetspeicher bis an die Grenze der Quantenphysik gegangen. Während die Forscher ein Byte, also 8 Bit, auf 96 Atomen unterbringen, benötigen moderne Festplatten mindestens eine halbe Milliarde Atome für ein Byte. Der Clou: Für den Superspeicher haben die Wissenschaftler erstmals sogenanntes antiferromagnetisches Material verwendet, das bislang als ungeeignet für die Sicherung von Daten galt.

Extreme Kühlung

Herkömmliche Magnete wie die im gewöhnlichen Kompass nutzen in der Regel ferromagnetisches Material, das aus Eisen, Nickel und anderen Elementen bestehen kann. Auf Computerfestplatten 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.

"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 Sebastian Loth vom Hamburger Forschungszentrum CFEL (Center for Free-Electron Laser Science), ein Autor der Studie. Dazu würden die Eisenatome auf einer Kupfernitrid-Oberfläche platziert.

Der Superspeicher lässt sich jedoch nur unter besonderen Umständen bauen: Stabil ist er derzeit erst bei Temperaturen von minus 268 Grad. Außerdem wurden die Strukturen Atom für Atom aufgebaut. Möglich sei das nur mit Hilfe eines Rastertunnelmikroskops, sagt Loth. Beschrieben und ausgelesen wird der Nanospeicher ebenfalls mit dem Mikroskop.

"Ehe antiferromagnetische Datenpunkte tatsächlich zum Einsatz kommen, wird sicher noch einige Zeit vergehen", sagte Andreas Heinrich, Leiter des IBM-Labors in Almaden in Kalifornien und Mitautor der Studie. Forscher des IT-Konzerns hatten bei der Entwicklung entscheidend mitgearbeitet.

chs/dpa

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insgesamt 10 Beiträge
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Seite 1
Layer_8 13.01.2012
1. Aua
Zitat von sysopEr hat die*Lagerfähigkeit des menschlichen Erbmaterials: Ein deutsch-amerikanisches Forscherteam hat einen extrem kleinen Datenspeicher gebaut. Eine Einheit passt auf zwölf Atome - bislang wurden wenigstens Zigtausende benötigt. http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/0,1518,808806,00.html
DAS wird teuer. -268°C. Muss man wohl ständig flüssiges Helium nachkippen. Und woher bekommt man günstige handelsübliche Rastertunnelmikroskope? Und dann ist man noch gefährlich nahe am signifikanten Geltungsbereich der Heisenberg'schen Unschärfe. Nun, es ist halt erst der Anfang. Prinzipiell gehts also :DD
Bob314 13.01.2012
2. falsche Angaben!
Die sich in diesem Artikel widersprechenden Angaben sind nur schwer zu überlesen. Zum einen "Eine Speicherdichte, rund 100 Mal höher als die handelsüblicher Festplatten [...]" und zum anderen "Während die Forscher ein Byte, also 8 Bit, auf 96 Atomen unterbringen, benötigen moderne Festplatten mindestens eine halbe Milliarde Atome für ein Byte.". Ein kurzer Überschlage ergibt, dass die Speicherdichte (#Bytes/#Atome) um ca 5 * 10^6, also 5 Millionen mal höher ist.
zeitmax 13.01.2012
3. Praktischer Nutzen?
Zitat von sysopEr hat die*Lagerfähigkeit des menschlichen Erbmaterials: Ein deutsch-amerikanisches Forscherteam hat einen extrem kleinen Datenspeicher gebaut. Eine Einheit passt auf zwölf Atome - bislang wurden wenigstens Zigtausende benötigt. http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/0,1518,808806,00.html
Ist also nicht gegeben oder in weitester Ferne.
my68_ 13.01.2012
4. Teuer oder sogar acht mal teurer?
Der Bericht ist sehr interessant und wäre sicher, bei weiterer Entwicklung, toll für Deutschland als führende Technik-Nation. Leider ist der Artikel unsauber ausformuliert. Die Einleitung spricht von "12 Atomen pro Byte". Die Unterschrift zu Bild 2 spricht aber von "Insgesamt 96 Eisenatome speichern ein Byte, also acht Bit". Hierzu eine Frage und eine Anmerkung (die keine Drohung ist): Frage: Was denn nun? 12 Atome/bit oder 12 Atome/Byte? Anmerkung: 1 Byte entsprechen 8 bit. Die Einheit "bit" wird klein geschrieben, auch um Verwechslungen zu vermeiden. Wohlgemeinter Rat: Die Veröffentlichung falsch angegebener Einheiten (also Einheiten, die anders angegeben sind als in der "SI-Units" Standardisierung) ist heutzutage abmahnfähig, wie neulich zu lesen war. Daher aufpassen! Wie gesagt keine Drohung, sondern ein Hinweis. Da mir schon häufiger im Technik-Bereich solche Unsauberkeiten aufgefallen sind, wäre es schön, wenn man in diesem Bereich sauber recherchiert und redigiert.
sukowsky, 13.01.2012
5.
Zitat von sysopEr hat die*Lagerfähigkeit des menschlichen Erbmaterials: Ein deutsch-amerikanisches Forscherteam hat einen extrem kleinen Datenspeicher gebaut. Eine Einheit passt auf zwölf Atome - bislang wurden wenigstens Zigtausende benötigt. http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/0,1518,808806,00.html
Auf jeden Fall ein kolossale Erfindung technisch richtig oder falsch dargestellt spielt doch keine Rolle! Der Mensch wird eines Tages immens riesig seine zukünftige Voraussagen zutreffend planen können.
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