Grundlagenforschung

Forscher speichern 1 Bit in nur zwölf Atomen

13.01.2012
Deutsche und amerikanische Forscher haben den kleinsten magnetischen Datenspeicher der Welt gebaut.
In gerade mal 12 Atomen bringen Forscher von IBM und der Max-Planck-Gesellschaft ein Datenbit unter. Die abwechselnde Blau und Weiß-Färbung verdeutlicht die antiferromagnetische Anordnung.
In gerade mal 12 Atomen bringen Forscher von IBM und der Max-Planck-Gesellschaft ein Datenbit unter. Die abwechselnde Blau und Weiß-Färbung verdeutlicht die antiferromagnetische Anordnung.
Foto: Sebastian Loth

Ein Datenbit hat dabei auf gerade einmal zwölf Eisenatomen Platz. Die Speicherdichte sei damit rund 100 Mal höher als auf bislang üblichen Festplatten, teilte die Max-Planck-Gesellschaft (MPG) am Donnerstag mit. Der neuartige Magnetspeicher erreicht somit die Speicherdichte des menschlichen Erbmaterials DNA.

"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). Der Clou: Für den Superspeicher haben die Forscher erstmals sogenanntes antiferromagnetisches Material verwendet, das bislang als ungeeignet für die Sicherung von Daten galt. Loth präsentiert den Speicher zusammen mit Forschern des Deutschen Elektronen-Synchrotron Desy und des IT-Konzerns IBM im Fachjournal "Science".

Der Superspeicher lässt sich jedoch nur unter besonderen Umständen bauen: Stabil ist er derzeit nur bei Temperaturen von minus 268 Grad. Zudem wurden die Strukturen Atom für Atom aufgebaut. Möglich sei das nur mit Hilfe eines Rastertunnelmikroskops gewesen, erläutert Loth.

Herkömmliche Magnete wie beispielsweise im Kompass nutzen in der Regel ferromagnetisches Material, das aus Eisen, Nickel und anderen Elementen bestehen kann. In Computern werden die Datenbits jeweils in winzigen ferromagnetischen Stäbchen abgelegt. Die Speicherpunkte benötigen allerdings einen Mindestabstand zueinander - anders als bei antiferromagnetischen Stäbchen, 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 Loth. Das CFEL ist eine Kooperation des Desy, der MPG und der Universität Hamburg. (dpa/tc)