Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Datenspeicherung auf molekularem Niveau

22.02.2016

Wissenschaftler der Freien Universität Berlin, der Universität Stuttgart und des Max-Planck-Instituts für Chemische Energiekonversion (MPI CEC) in Mühlheim haben einen Durchbruch bei der in der Forschung und für die spätere Anwendung angestrebten extremen Miniaturisierung von Datenspeichern erreicht. Die beteiligten Gruppen entdeckten den ersten einkernigen Übergangsmetallkomplex mit stabiler Magnetisierung. Dies ist ein essenziell wichtiger Schritt hin zu einer Speicherung von Daten in Molekülen und einer tausendfachen Verkleinerung von Daten gegenüber denen auf herkömmlichen Festplatten. Die Ergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

Kooperationspartner waren die Gruppen um Professor Biprajit Sarkar von der Freien Universität, Professor Joris van Slageren von der Universität Stuttgart sowie Professor Frank Neese und Professor Mihail Atanasov (MPI CEC).


Eindruck, wie Moleküle in neuartige Datenspeichersysteme eingebaut werden könnten, mit der molekularen Struktur links oben, die magnetische Hystereseschleife rechts oben und die Energiebarriere zwischen den zwei Ausrichtungen der Magnetisierung. (Abbildung honorarfrei bei Nennung der Quelle © Professor Joris von Slageren, Universität Stuttgart)

Datenspeicherung bildet den Eckstein der technologisch fortgeschrittenen Welt, in der wir leben. In aktuellen Datenspeichersystemen werden die Daten auf makroskopischer Längenskala gespeichert, aber das endgültige Ziel ist, Daten in einzelnen Molekülen zu speichern. Bisher war dieses Ziel außer Reichweite der Wissenschaftler.

Aufgrund ihrer stabilen Magnetisierung sind Einzelmolekülmagneten vielversprechende Kandidaten für die Datenspeicherung auf molekularer Ebene. Die Stabilität der Magnetisierung nimmt mit steigendem Spin, also magnetischem Moment, und mit steigender Anisotropie, also Richtungsabhängigkeit, zu.

Allerdings führt die Zunahme des Spins zu einer Abnahme der Anisotropie, und daher nimmt die Stabilität der Magnetisierung nicht zu. Direktes Maßschneidern der magnetischen Anisotropie mittels eines rationellen chemischen Designs von Einzelmolekülmagneten ist extrem anspruchsvoll. Hierbei gelang den Wissenschaftlern ein wichtiger Durchbruch.

Margarethe van der Meer von der Freien Universität Berlin hat die völlig luft- und feuchtigkeitsstabile Verbindung synthetisiert: „Ich war auf der Suche nach größeren Molekülen, und es hat mich überrascht, dass sogar noch kleinere Moleküle genauso gut funktionieren“, sagt die Doktorandin. Die eingehende Untersuchung durch Doktorandin Yvonne Rechkemmer von der Universität Stuttgart führte zu einem ausführlichen Verständnis, warum dieses Molekül solche vorteilhafte Eigenschaften aufweist.

„Ein interessantes Material zu finden, ist das eine, klare Designziele für verbesserte Materialien formulieren zu können, ist etwas anderes“, konstatiert sie. Die von Professor Atanasov vorgenommenen umfangreichen Rechnungen, sie basieren auf dem Programm ORCA von Professor Frank Neese und seinem Team – verdeutlichten genau, wie die molekulare Struktur mit der magnetischen Stabilität zusammenhängt.

Der nächste Schritt ist nun, das Material zu verbessern, damit die Betriebstemperatur erhöht werden kann. Professor Sarkar unterstreicht: „Wir haben jede Menge Ideen, wie wir das Material weiterentwickeln können, da wir nun verstehen, woher dessen Eigenschaften rühren.“

Die Arbeiten wurden durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft finanziell unterstützt.

Weitere Informationen
Professor Mihail Atanasov, Max-Planck-Instituts für Chemische Energiekonversion (MPI CEC), Telefon: 0208 / 306-3886, E-Mail: mihail.atanasov@cec.mpg.de
Professor Biprajit Sarkar, Freie Universität Berlin, Institut für Chemie und Biochemie, Telefon: 030 / 838-50919, E-Mail: biprajit.sarkar@fu-berlin.de
Professor Joris van Slageren, Universität Stuttgart, Institut für Physikalische Chemie, Tel. 0711 / 685-64380, E-Mail: slageren@ipc.uni-stuttgart.de
Professor Frank Neese, Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion (MPI CEC), Telefon: 0208 / 306-3656, E-Mail: frank.neese@cec.mpg.de

Im Internet

www.nature.com/naturecommunications 

DOI: 10.1038/ncomms10467OI: 10.1038

Carsten Wette | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.fu-berlin.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Brain-Computer-Interface: Wenn der Computer uns intuitiv versteht
18.01.2017 | Technische Universität Berlin

nachricht »Lernlabor Cybersicherheit« startet in Weiden i. d. Oberpfalz
12.01.2017 | Fraunhofer-Gesellschaft

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise