Nanozylinder-Wände als Datenspeicher
Helmholtz Dresden will mit „Bubble Domains“ höhere Speicherdichten als
Dresden, 16. Juli 2024. Um mehr Filme, Texte, Bilder und andere Daten auf den Festplatten der Zukunft zu speichern, experimentieren Helmholtz-Forscher aus Sachsen mit Nanozylinder-Wänden. Die können sich – anders als eine klassischer Speicherzelle – nicht nur die Alternativen „0“ oder „1“ beziehungsweise „Ja“ oder „Nein“ merken, sondern ganze Datenschlangen.
Auch für Neuro-Computer gedacht
Bis zu verkaufsfähigen Computerspeichern ist es zwar noch ein langer Weg. Doch das Team um Prof. Olav Hellwig vom „Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf“ nach ihren Versuchen optimistisch, auf dem richtigen Weg hin zu Super-Speichern, neuartigen Sensoren und gehirnähnlichen Neuro-Computern zu sein.
Ganze Daten-Sequenzen statt nur einzelne Bits in der Wand abgelegt
Für ihre Experimental-Speicher haben die Forscher zunächst ein sogenannte „Metamaterial“ aus einer Abfolger dünner Schichten aus Cobalt, Ruthenium und Platin gestapelt. Dabei entstand ein „synthetischer Antiferromagnet“. Mit diesem magnetisch neutralem Isolierschutz haben sie die Wände winziger Zylinder in einem magnetischen Material ausgekleidet. Diese rund 100 Nanometer kleinen Strukturen werden auch Zylinderdomänen oder „bubble domains“ genannt. Dabei sind Zylinder und der Umgebungsstoff entgegengesetzt gepolt. In diese „Domänen“-Wände hinein konnten die Wissenschaftler dann in unterschiedlicher Wandtiefe gleich mehrere Informationen abspeichern, also mehrere „Bits“.
Speichern in die 3. Dimension
Insofern setzen die Helmholtz-Forscher hier auf 3D-Speicherung: „Bei aktuellen Festplatten mit Spurbreiten von 30 bis 40 Nanometern und Bitlängen von 15 bis 20 Nanometern lassen sich etwa ein Terabyte auf der Fläche einer gängigen Briefmarke unterbringen“, erklärt Olav Hellwig. „Um diese Datendichte-Beschränkung aufzulösen, arbeiten wir daran, die Speicherung ins Dreidimensionale auszudehnen:“
Wie alltagstauglich solche Daten-Speicher sind, wie lange sie sich Daten mehrken und zu welchen Kosten sie sich in Elektronikfabriken herstellen lassen, bleibt abzuwarten.
Autor: Oiger
Quelle: HZDR
Wissenschaftliche Publikation:
„Multilayer Metamaterials with Ferromagnetic Domains Separated by Antiferromagnetic Domain Walls“ von R. Salikhov, F. Samad, S. Schneider, D. Pohl, B. Rellinghaus, B. Böhm, R. Ehrler, J. Lindner, N. S. Kiselev und O. Hellwig, in: „Advanced Electronic Materials„, 2024, DOI: 10.1002/aelm.202400251
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