Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auf dem Weg zu neuen Speichermedien?

27.10.2008
Schaltbare Nanostreifen: Spinübergangsverbindung lässt sich in Form geordneter kristalliner Mikrostrukturen auftragen

Die Steigerung der Speicherkapazitäten ist eine ständige zentrale Herausforderung für Wissenschaft und Technik in unserem Informationszeitalter.

Ein deutsch-italienisches Forscherteam verfolgt dabei das Konzept der "nanostrukturierten Speicherdomänen". Wie die Wissenschaftler um Massimiliano Cavallini vom National Research Council (CNR) in Bologna (Italien) und Mario Ruben vom Forschungszentrum Karlsruhe in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, gelang es ihnen, verlässliche Nanomuster einer so genannten Spinübergangsverbindung auf Siliciumoxid-Chips herzustellen. Dies ist ein entscheidender Schritt auf dem Weg zu einer neuen Generation molekularer Speichermedien, bei denen binäre Daten durch das "Umschalten" von Elektronenspins gespeichert werden.

Derzeitige Computerfestplatten speichern Daten, indem die Oberfläche einer rotierenden Scheibe magnetisiert wird. Jede "Speicherzelle" hat eine "Adresse", so dass direkt auf die gespeicherten Daten zugegriffen werden kann. Um die Speicherkapazität zu erhöhen, werden die einzelnen magnetisierbaren Bereiche immer kleiner gemacht. Allerdings ist das Limit bald erreicht. Durch thermische Anregung kippen gelegentlich einige der magnetischen Partikel in die andere Richtung. Bei sehr kleinen Domänen kann die ganze Zelle rasch ihre Magnetisierung verlieren.

Um noch größere Informationsdichten zu erzielen, könnte man auch auf andere schaltbare Stoffeigenschaften umsteigen, beispielsweise den Übergang zwischen zwei Spinzuständen. So können Eisen(II)-Verbindungen in einem hohen und einem niedrigen Spinzustand vorliegen. Das "Umschalten" (Flip) kann durch Temperatur, Druck und elektromagnetische Strahlung erreicht werden.

Für einen Datenspeicher werden aber nicht nur zwei unterscheidbare Zustände für 0 und 1 gebraucht, sondern auch eine eindeutige "Adresse" für jede Speicherzelle, die von den optischen Schreib- und Leseeinheiten des Computers identifiziert werden kann. Dafür ist eine Schnittstelle notwendig, die die nanoskopischen Spinzustandsübergänge der molekularen Schalteinheiten mit der mikroskaligen Geräteumgebung in Einklang bringt. Dies kann gelingen, wenn die Spinübergangsverbindung in eine hochgeordnete Mikro- und Nanostruktur gebracht werden kann.

Mit speziellen unkonventioneller mikro- und nanolithographischen Methoden gelang es dem Team, einen neutralen Eisen(II)-Komplex in Form feinster Linien auf eine Siliziumwafer zu "drucken". In einem Selbstorganisationsprozess richten sich die Nanokristalle dabei in einer bevorzugten Orientierung entlang der Linie aus. Außerdem gelang es ihnen, das Muster einer bespielten CD in einen Film der Eisenverbindung zu übertragen. Das beweist zum ersten Mal, dass es möglich ist, mit einer Spinübergangsverbindung lesbare logische Muster zu erzeugen. Um die Streifenstrukturen technologisch nutzbar zu machen, muss der Umschaltvorgang an Raumtemperaturbedingungen angepasst werden; die Arbeiten dazu sind schon in fortgeschrittenem Stadium.

Angewandte Chemie: Presseinfo 41/2008

Autor: Massimiliano Cavallini, CNR, Institute for Nanostructured Materials, Bologna (Italy), http://www.bo.ismn.cnr.it/staff.php?idcur=29

Angewandte Chemie 2008, 120, No. 45, 8724-8728, doi: 10.1002/ange.200802085

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de
http://www.bo.ismn.cnr.it/staff.php?idcur=29

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht ROBOLAB generiert neue Forschungsansätze und Kooperationen
08.05.2017 | Hochschule Mainz

nachricht Wie Coronaviren Zellen umprogrammieren
28.04.2017 | Justus-Liebig-Universität Gießen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Im Focus: XENON1T: Das empfindlichste „Auge“ für Dunkle Materie

Gemeinsame Meldung des MPI für Kernphysik Heidelberg, der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster

„Das weltbeste Resultat zu Dunkler Materie – und wir stehen erst am Anfang!“ So freuen sich Wissenschaftler der XENON-Kollaboration über die ersten Ergebnisse...

Im Focus: World's thinnest hologram paves path to new 3-D world

Nano-hologram paves way for integration of 3-D holography into everyday electronics

An Australian-Chinese research team has created the world's thinnest hologram, paving the way towards the integration of 3D holography into everyday...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

Branchentreff für IT-Entscheider - Rittal Praxistage IT in Stuttgart und München

22.05.2017 | Veranstaltungen

Flugzeugreifen – Ähnlich wie PKW-/LKW-Reifen oder ganz verschieden?

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Myrte schaltet „Anstandsdame“ in Krebszellen aus

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

22.05.2017 | Physik Astronomie

Wie sich das Wasser in der Umgebung von gelösten Molekülen verhält

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie