Forscher spitzen Laser an für Petabyte-Discs
Durch die Kombination zweier Laser ist es australischen Forschern gelungen, Markierungen mit einem Durchmesser von lediglich 9 nm zu schreiben – ein Durchbruch in der Lithographie, der neue optische Speicher ermöglichen könnte.
Laser lassen sich nicht auf einen beliebig kleinen Punkt fokussieren. Der kleinste mögliche Durchmesser beträgt die Hälfte seiner Wellenlänge, wie der deutsche Physiker Ernst Abbe bereits vor 140 Jahren herausfand. Wegen dieser physikalischen Grenze mussten neue optische Speichertechnologien deshalb auch ihre Wellenlängen verkürzen, wollten sie die Daten dichter packen. Die CD arbeitet mit 780 nm und speichert 700 MByte auf einer Scheibe mit 12 cm Durchmesser. Der DVD-Laser brennt mit 640 bis 650 nm etwa 4,4 GByte auf die gleiche Disc und ein Blu-ray-Brenner schafft im violetten Bereich bei 405 nm sogar 23,5 GByte (pro Aufnahmeschicht). Da ist zunächst einmal Schluss. Wollte man die Speicherkapazität noch weiter erhöhen, müsste man unter anderem auf kurzwelligere Elektronenstrahlen zurückgreifen, die mit herkömmlichen Linsen aber nicht zu bündeln sind.
(Bild: Swinburne University of Technology)
Nun haben australische Forscher von der Swinburne University of Technology in Melbourne es geschafft, die optische Grenze zu durchbrechen. Indem sie zwei Laser mit unterschiedlicher Wellenlänge überlagern, konnten sie die "Schreibspitze" der Laser auf 9 nm verkleinern. Dagegen wirkt ein Blu-ray-Laser mit einer theoretisch möglichen "Spitze" von mindestens 203 nm geradezu stumpf.
Zwar habe man bereits Elektronenstrahlen auf 10 bis 20 nm anspitzen können, wie die Forscher in ihrem White-Paper schreiben, dessen Spuren habe man jedoch nicht dreidimensional übereinander legen können, wie es mit ihrer Methode möglich sei. Als neues Speichersubstrat wählten die Forscher 2,5-bis(p-dimethylaminocinn amylidene)- cyclopentanone (BDCC). In ihm ließen sich Spuren im Abstand von 52 nm aufbringen. Rechnet man dies auf die Größe einer DVD mit 12 cm Durchmesser und 1,2 mm Dicke, so ließen sich laut der Australier auf einer solchen Disc bis zu einem Petabyte (1000 Terabyte) speichern. Weil für die Laseroptiken nur Standardbauteile zum Einsatz kommen, sei zudem eine günstige Massenfertigung möglich, sagen die Forscher.
Es ist allerdings fraglich, ob eine solche Speicher-Disc jemals produziert wird. Derzeit arbeitet keiner der großen IT- und Elektronic-Konzerne ernsthaft an einem Nachfolger der Blu-ray Disc. Im Gegenteil: Immer mehr Rechner kommen ohne optisches Laufwerk aus, selbst Festplatten werden mitlerweile von SSDs verdrängt. Bis also ein solches optisches Speichersystem, wie die Forscher es vorschlagen, marktreif wäre, rotieren warscheinlich gar keine Scheiben mehr in Rechnern, weder optische noch magnetische. Deshalb hoffen die Forscher, ihre Methode werde neue Möglichkeiten bei der Entwicklung extrem kleiner Bauteile für die Nanotechnologie und in der Nanoforschung ermöglichen. Konkrete Anwendungsbeispiele müssen sie sich aber noch überlegen. (hag)
