Forscher verbessert Magnetspeicher

Rolf Froböse schreibt als Experte vorrangig über IT-Themen mit großem Zukunftspotenzial wie z. B. Smart Cities, Smart Home, Telemedizin, Altersgerechte Assistenzsysteme (AAL), Internet der Dinge, Smart Grid, Neuronale Netzwerke u. a.. Als freier Wissenschaftsjournalist und Buchautor schreibt er seit rund 20 Jahren über Themen aus Forschung und Entwicklung.
Eigenrotation der Elektronen soll Speicherkapazität um den Faktor 100 erhöhen.

Der Nanotechnologie-Experte Professor Russell Cowburn vom Londoner Imperial College hat sich viel vorgenommen, denn mit einem völlig neuen Ansatz in der mikroelektronischen Datenverarbeitung will er die Leistungsfähigkeit von Datenspeichern gleich um Größenordnungen verbessern. Auslöser für seinen Optimismus sind neue Erkenntnisse auf dem Gebiet der Magnetdatenspeicher. Für seine zukunftsweisenden Arbeiten wurde Cowburn jetzt mit dem European Science-to-Business-Award der Degussa AG ausgezeichnet.

Drall statt Ladung

Wurden bisher in der Datenspeicherung nur elektrische Ströme und Transistoren eingesetzt, basiert die neue Technologie auf Spintronik, die statt der Ladung des Elektrons seinen Drall ("spin"), also die Eigenrotation der Elektronen nutzt. Je nachdem, ob die Drehung im Uhrzeigersinn oder gegen ihn erfolgt, ist von "Spin Up" oder "Spin Down" die Rede. Dieser Magnetismus lässt sich praktisch nutzen. Professor Cowburn hat Techniken entwickelt, mit denen sich Größe und Form von Nanopartikeln steuern und die magnetischen Eigenschaften herstellen oder modifizieren lassen. Weil mit diesen magnetischen Materialien im Gegensatz zu Transistoren dreidimensional gebaut werden kann, lässt sich der Speicherplatz mit einem Schlag um den Faktor 100 erhöhen. Ein weiterer Vorteil basiert darauf, dass beim Abschalten der Energiezufuhr der Speicherinhalt erhalten bleibt. Im Gegensatz zu einem elektrisch basierten Chip, der ohne Energie seine Inhalte einbüßt, behält ein magnetisch basierender diese.

Für Mobilanwendungen

Die neue Technik eignet sich für Datenspeicher, in denen heute Daten, Fotos oder E-Mails aufbewahrt werden. Derzeit wird diese Funktionalität bei Laptops, Mobiltelefonen, Digital-Kameras, MP3-Playern oder PDAs über Flash-Speicher oder Festplatten erzeugt. Der hochleistungsfähige Magnetspeicher kann in all diesen und anderen Geräten die herkömmlichen Speicher ablösen.

Konservative Schätzungen gehen davon aus, dass mit dem neuen Magnetdatenspeicher vor allem große Teile des rund 30 Milliarden Euro umfassenden Festplatten-Weltmarkts für Verbraucherprodukte wie Laptops, Mobiltelefone oder MP3-Playern erobert werden können. Schließlich verfügt die neue Technik bei gleichen Herstellungskosten über eine bis zu 100 Mal höhere Leistungsfähigkeit. Cowburns Technik eröffnet im Bereich portabler Geräte verbesserte Kommunikationsmöglichkeiten und völlig neue Anwendungen, etwa das Speichern umfangreicher Video-Nachrichten auf Handys. (kk)