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Forscher setzen Nano-Magnetwirbel als Datenspeicher ein

In jedem Nano-Magnetwirbel lassen sich 2 Bit speichern: EInmal durch die Drehrichtung des Wirbels und zweitens durch die Ausrichtung des Zentrums. Auch kann man mehrere solche Scheiben stapeln. Grafik: HZDR/ FZJ

In jedem Nano-Magnetwirbel lassen sich 2 Bit speichern: EInmal durch die Drehrichtung des Wirbels und zweitens durch die Ausrichtung des Zentrums. Auch kann man mehrere solche Scheiben stapeln. Grafik: HZDR/ FZJ

Rossendorfer und Jülicher Spintronik-Experten lesen Nanowirbel aus

Dresden-Rossendorf, 3. März 2015: Wissenschaftlern aus Dresden-Rossendorf und Jülich haben Datenspeicher entworfen, die Informationen in wenige Nanometer kleinen Magnetwirbeln verwalten. Ausgelesen werden die Daten mittels Mikrowellen. Diese Technik soll für schnellere Elektronik sorgen.

Einzelne Elektronen dienen als Datenspeicher

Magnetische Nanoscheiben stehen schon längere Zeit im Fokus vieler Spintronik-Forscher. Dabei handelt es sich um sehr dünne Schichten, in denen sich Magnetwirbel mit einem Durchmesser von etwa 150 Nanometer (Millionstel Millimeter) bilden. Diese Wirbel kommen zustande, weil sich auf nanometerdünnen Schreiben die Spins (Drehimpulse) der Elektronen kreisförmig ausrichten. In der Mitte des Wirbels lässt sich zudem eine Extrainformation speichern. Legt man zwei solcher 2-Bit*-Wirbel übereinander, lassen sich also auf recht kleinem Raum gleich 4 Bit* speichern.

„Wie bei der Blockflöte“: Mikrowellen geben Informationen wieder preis

Bisher galt es jedoch als schwierig, solche Informationen aus Nano-Magnetwirbeln wieder auszulesen. Dafür haben die Experten des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) und des Forschungszentrums Jülich (FZJ) aber nun eine Lösung gefunden: Sie entdeckten, dass die Wirbel ganz bestimmte Mikrowellen-Signale aussenden, wenn man Gleichstrom anlegt. „Das Prinzip ähnelt dem einer Blockflöte: Auch bei dem Musikinstrument korrespondiert jeder Griff auf die Tonlöcher eindeutig mit einer ganz bestimmten Tonlage, also Schwingungsfrequenz“, erklärt Dr. Alina Deac, Leiterin der Helmholtz-Nachwuchsgruppe für Spinelektronik am HZDR.

In seiner Speicherdichte sei diese Technologie etwa mit heutigen Festplatten vergleichbar, schätzte Dr. Attila Kákay vom HZDR-Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung ein. Er ist daher eher skeptisch, ob Nanomagnetwirbel sich wirklich als Datenspeicher in Konkurrenz zur Festplatte durchsetzen können. Allerdings biete die jetzt entwickelte Technik deutlich mehr Schreib- und Lesetempo als herkömmliche Lösungen. Denkbar seien ultraschnelle, drahtlose Datenübertragungen zum Beispiel von Chip zu Chip. hw

* Bit ist die Grundeinheit in der Datenspeicherung. 1 Bit kann den Wert „ein“ oder „aus“ bzw. „1“ oder „0“ annehmen.