Auf dem Weg zur 1-Atom-Speicherzelle
Forscher des Karlsruher Institut fĂĽr Technologie zeigen mit ihrem Rastertunnelmikroskop, dass die magnetische Ausrichtung eines einzelnen Holmium-Atoms bei 1 Kelvin minutenlag stabil bleiben kann.
Die Aufzeichnungsdichte magnetischer Speichermedien ist beschränkt. Das liegt unter anderem daran, dass die magnetische Ausrichtung erst bei einem Verbund aus mehreren Millionen Atomen so stabil genug ist, um ein Informations-Bit langfristig zu speichern. Forscher des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) konnten nun zeigen, dass ein einzelnes Atom seine magnetische Ausrichtung mehrere Minuten lang behält – jedenfalls nahe dem absoluten Temperatur-Nullpunkt und wenn man die richtigen Materialien kombiniert.
Mit ihrem Rastertunnelmikroskop maßen die Forscher die magnetische Ausrichtung eines einzelnen Holmium-Atoms, das auf einer Platin-Unterlage saß. Bei 1 Kelvin blieb der magnetische Spin 10 Minuten lang stabil, also um das Milliardenfache länger als bisher gemessen. Im Fall von Holmium und Platin bei tiefen Temperaturen werden störende Wechselwirkungen durch die Symmetrieeigenschaften des vorliegenden Quantensystems ausgeschaltet, so die Forscher.
Bei den Untersuchungen, ĂĽber die das Magazin Nature in der aktuellen Ausgabe berichtet, hat die Arbeitsgruppe von Prof. Wulfhekel mit dem Max-Planck-Institut fĂĽr Mikrostrukturphysik in Halle kooperiert.
Bis zu dichter gepackten Speichermedien ist es freilich noch ein langer Weg. Seagate und Western Digital planen, die Kapazität von 3,5-Zoll-Festplatten bis zum Jahr 2020 zu verfünffachen, nämlich mit Verfahren wie Heliumfüllung, SMR, HAMR und Bit-patterned Media. Forscher von IBM konnten 2012 aber zeigen, dass bereit 12 Eisen-Atome für ein Bit ausreichen. Und andere Forscher experimentieren mit magnetischen Wirbeln, den Skyrmionen. (ciw)
