Nanotechnologie für die Zukunft

IBM Forscher speichern ein Bit auf atomgroßen Magneten

| Redakteur: Ulrike Ostler

Kein Erfolg ohne genaueste Beobachtung: Christopher Lutz von IBM Research in Almaden, San Jose, steht vor dem Nobel-Preis-Mikroskop von IBM, das auch benutzt wurde, um das Speichern auf einem einzelnen magnetischen Atom zu ermöglichen.
Kein Erfolg ohne genaueste Beobachtung: Christopher Lutz von IBM Research in Almaden, San Jose, steht vor dem Nobel-Preis-Mikroskop von IBM, das auch benutzt wurde, um das Speichern auf einem einzelnen magnetischen Atom zu ermöglichen. (Bild: IBM Research/ Stan Olszewski)

IBM hat es geschafft, dass es einem Team im kalifornischen IBM Forschungszentrum in Almaden mit Hilfe eines einzelnen Atoms den weltweit kleinsten Magneten herzustellen und ein Datenbit darauf zu speichern. Herkömmliche Festplatten benötigen dafür bisher etwa 100.000 Atome.

Das Ergebnis der Forschungsarbeit basiert auf der Erfahrung von über 30 Jahren Nanotechnologieforschung bei IBM. Dazu gehört beispielsweise die Entwicklung des Rastertunnelmikroskops, die 1986 mit dem Nobelpreis in Physik ausgezeichnet wurde.

Das Bild zeigt einen Blick durch das von IBM Research entwickelte Rastertunnelmikroskops, das 1986 mit dem Nobelpreis in Physik ausgezeichnet wurde. Zu sehen ist ein einzelnes Atom des chemischen Elements Holmium, das als magnetische Grundlage dient, um ein Bit zu speichern. Holmium glänzt silberweiß, ist weich und schmiedbar und gehört zu den Metallen der Seltenen Erden.
Das Bild zeigt einen Blick durch das von IBM Research entwickelte Rastertunnelmikroskops, das 1986 mit dem Nobelpreis in Physik ausgezeichnet wurde. Zu sehen ist ein einzelnes Atom des chemischen Elements Holmium, das als magnetische Grundlage dient, um ein Bit zu speichern. Holmium glänzt silberweiß, ist weich und schmiedbar und gehört zu den Metallen der Seltenen Erden. (Bild: IBM Reserach/Stan Olszewski)

Die kürzlich im Fachmagazin Nature veröffentlichten Ergebnisse könnten in Zukunft zu wesentlich kleineren Speichermedien führen. So würden beispielsweise die 35 Millionen Songs bei iTunes auf ein Gerät von der Größe einer Kreditkarte passen.

„Magnetische Bits sind das Herz von Festplatten, Bandspeichern und aller verwandten auch zukünftigen Technologien“, sagt Christopher Lutz, Nanowissenschaftler in Almaden. „Wir wollten durch diese Forschungsarbeit verstehen, was passiert, wenn wir Technologien auf Atomgröße verkleinern.“

Die Wissenschaftler zeigen in ihrer Arbeit, dass auf zwei magnetisierte Atome Daten geschrieben und gelesen werden können – obwohl sie nur ein Nanometer voneinander platziert wurden.

Der Mechaniker des IBM-Rastertunnelmikroskops, Bruce Melior, vor der jüngsten Variante des Forschungsgeräts. Mit dessen Hilfe konnten die Forscher in Almaden nachweisen, dass es eines Tages möglich sein wird, alle 35 Millionen Songs der iTunes-Bibliothek auf einem Device in Checkkartengröße zu speichern.
Der Mechaniker des IBM-Rastertunnelmikroskops, Bruce Melior, vor der jüngsten Variante des Forschungsgeräts. Mit dessen Hilfe konnten die Forscher in Almaden nachweisen, dass es eines Tages möglich sein wird, alle 35 Millionen Songs der iTunes-Bibliothek auf einem Device in Checkkartengröße zu speichern. (Bild: IBM Resarech/ Stan Olszewski)

Die Möglichkeit, so eng nebeneinander platzierte Atome als separate Speicher zu nutzen, kann dazu führen, dass Daten 1.000-mal dichter als bisher auf Festplatten und Solid State Memory Chips gesichert werden können. Zukünftige Anwendungen von Nanostrukturen mit der Fähigkeit, die Kontrolle über einzelne Atome zu haben, erlaubt es Nutzern, 1.000-mal mehr Daten als bisher auf der gleichen Fläche zu speichern.

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