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Neue Erkenntnisse zum Racetrack-Memory-Effekt IBM kommt Hochleistungs-Nanospeichern einen Schritt näher

Redakteur: Nico Litzel

Forscher von IBM haben möglicherweise eine entscheidende Entdeckung gemacht: Im Rahmen ihrer Forschungsarbeit zum „Racetrack“-Speicherdesign ist es ihnen erstmals gelungen, exakt zu messen, wie schnell und wie weit sich Daten in den Nanostrukturen verschieben lassen. Laut IBM sei damit ein weiterer Schritt hin zu hochkapazitiven Nanospeichern gemacht, die bis zu 100-mal mehr Daten speichern können, als das mit heute verfügbaren Techniken möglich ist.

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Die magnetischen Bits lassen sich innerhalb der Racetrack-Nanodrähte, die rund 1.000-mal dünner als das menschliche Haar sind, anhand von Stromimpulsen auf mehrere hundert Stundenkilometer beschleunigen und exakt positionieren.
Die magnetischen Bits lassen sich innerhalb der Racetrack-Nanodrähte, die rund 1.000-mal dünner als das menschliche Haar sind, anhand von Stromimpulsen auf mehrere hundert Stundenkilometer beschleunigen und exakt positionieren.
( Archiv: Vogel Business Media )

Bereits seit sechs Jahren arbeitet IBM an einem neuen, vielversprechenden Speichertypus, dem sogenannten Racetrack-Memory. In diesem werden über elektrische Impulse magnetische Bits in schleifenförmigen Nanodrähten bewegt, den „Racetracks“.

Die Racetrack-Speicher könnten die Datenspeicherung in Mobiltelefonen, PC und Servern revolutionieren. Laut IBM seien preiswerte tragbare Speichergeräte denkbar, auf denen sich beispielsweise mehrere tausend Filme speichern lassen, dabei aber über Wochen mit nur einer einzigen Batterie auskommen.

Daten lassen sich mit Stromimpulsen exakt bewegen

Den Forschern rund um Dr. Stuart Parkin, Fellow, IBM-Forschung in Almaden, ist es nun gelungen, die sogenannte Domain-Wall-Beschleunigung und -Verlangsamung als Reaktion auf elektrische Impulse zu messen. Domain Walls sind die magnetischen Grenzschichten innerhalb eines Racetrack-Nanodrahtes. Um einen möglichst kompakten und schnellen Speicher zu erhalten, müssen die Domain Walls mit mehreren hundert Stundenkilometern hin zu atomgenauen Positionen entlang der Nanoschleifen bewegt werden.

IBM zufolge entspricht das dem Bewegen und Verarbeiten von digitalen Informationen. Die jüngst gewonnenen Erkenntnisse geben Wissenschaftlern ein besseres Verständnis und genauere Kontrollmöglichkeiten über die magnetischen Flüsse. Damit rücke die Entwicklung eines marktreifen Racetrack-Speichers der Wirklichkeit einen Schritt näher.

„Wir haben entdeckt, dass die Domain Walls ihre Spitzenbeschleunigung nicht sofort erreichen, sobald Strom angelegt wird, und dass es genau die gleiche Zeit dauert, die Spitzenbeschleunigung zu erreichen, wie es dauert, sie abzubremsen und anzuhalten“, erklärt Parkin. „Das war bisher unbekannt, weil niemand mit Bestimmtheit sagen konnte, ob Domain Walls eine Masse haben und die Effekte der Beschleunigung und Abbremsung sich exakt aufheben. Jetzt wissen wir, dass die Domain Walls exakt entlang der Schleifen positioniert werden können, indem wir die Länge der Stromimpulse variieren.“

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