Mehr Festplattenspeicher dank „Tarnkappen“

Optimierte, extrem kleine magnetische Nanostrukturen reduzieren störendes Streufeld effektiv. [...]

Forscher des Max-Born-Institutes (MBI) und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben den magnetischen Nanostrukturen in einem Speicherchip eine „Tarnkappe“ aufgesetzt. Dadurch lässt sich das sogenannte magnetische Streufeld reduzieren. In der Folge sind die Bits gleichzeitig klein und dennoch sehr beweglich. Die Ergebnisse wurden in „Nature Nanotechnology“ publiziert.

Getarnte Bits als Ziel

In neuartigen Konzepten magnetischer Datenspeicherung sollen Bits mittels Strompulsen in einem Speicherchip hin- und hergeschickt werden, um sie an geeignetem Ort dicht gepackt zum Speichern abzulegen und später wieder auszulesen. Das magnetische Streufeld ist hierbei ein Fluch: Es verhindert, dass die magnetischen Strukturen noch kleiner gemacht und damit Informationen dichter gepackt werden können. Andererseits wird das dem Streufeld zugrunde liegende magnetische Moment gebraucht, um die Strukturen überhaupt zu bewegen.

Den Forschern ist es gelungen, kleinen magnetischen Nanostrukturen eine Tarnkappe aufzusetzen und zu schauen, wie klein und schnell solche getarnten Bits sind. Dazu wurden Atomsorten mit entgegengesetztem Drehsinn der Elektronen und damit entgegengesetztem magnetischem Moment kombiniert. Auf diese Weise lässt sich das magnetische Streufeld reduzieren oder sogar völlig abschalten – die einzelnen Atome in der Nanostruktur haben dabei aber immer noch ein magnetisches Moment, sie tragen quasi nur eine Tarnkappe.

Höhere Speicherdichte

Das geschickte Einstellen der Stärke der Tarnkappe macht das Verfahren für Anwendungen als Datenspeicher interessant: „In unseren Bildern können wir sehr kleine, runde magnetische Strukturen erkennen. Die kleinsten Durchmesser, die wir gefunden haben, betragen nur zehn Nanometer“, so Bastian Pfau vom MBI. Könnten diese Strukturen zur Datenspeicherung genutzt werden, ließe sich die Speicherdichte gegenüber heutigen Festplatten noch einmal deutlich erhöhen. Messungen am MIT haben ergeben, dass sich getarnte Nanomagnete durch Strompulse besonders schnell bewegen lassen – eine wichtige Eigenschaft für eine Anwendung. So wurden Geschwindigkeiten von über einem Kilometer pro Sekunde erreicht.