Mehr Festplattenspeicher dank "Tarnkappen"

Optimierte, extrem kleine magnetische Nanostrukturen reduzieren störendes Streufeld effektiv

Tarnkappen steigern Speicherkapazität (Bild: L. Caretta, M. Huang, mit.edu)

Berlin/Cambridge (pte019/18.10.2018/12:30) – Forscher des Max-Born-Institutes (MBI) http://mbi-berlin.de und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) http://mit.edu 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.