Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mit schaltbaren Nanostreifen zu größeren Speichervolumina

30.10.2008
Die Steigerung der Speicherkapazitäten ist eine zentrale Herausforderung für Wissenschaft und Technik. Ein deutsch-italienisches Forscherteam verfolgt dabei das Konzept der „nanostrukturierten Speicherdomänen“.

Wie die Wissenschaftler um Mario Ruben vom Karlsruher Institut für Technologie und Massimiliano Cavallini vom National Research Council (CNR) in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, gelang es ihnen, verlässliche Nanomuster einer so genannten Spinübergangsverbindung auf Siliziumoxid-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. Die gespeicherte Information geht dann verloren.

Schaltbare Stoffeigenschaften ermöglichgen größere Informationsdichte

Um noch größere Informationsdichten zu erzielen, kann 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) zwischen diesen beiden Zuständen kann durch Temperatur, Druck und elektromagnetische Strahlung ausgelöst 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 ein „Interface“ notwendig, das 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.

Orientierung der Nanokristalle durch Selbstorganisation

Mithilfe spezieller unkonventioneller mikro- und nanolithographischer Methoden gelang es dem Forscherteam, einen neutralen Eisen(II)-Komplex in Form feinster Linien auf einen 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. Das Beschreiben und Auslesen dieser Nanostrukturen unter Raumtemperaturbedingungen für zukünftige Anwendungen ist zurzeit in Bearbeitung.

Im Karlsruher Institut für Technologie (KIT) schließen sich das Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft und die Universität Karlsruhe zusammen. Damit wird eine Einrichtung international herausragender Forschung und Lehre in den Natur- und Ingenieurwissenschaften aufgebaut. Im KIT arbeiten insgesamt 8000 Beschäftigte mit einem jährlichen Budget von 700 Mio. Euro. Das KIT baut auf das Wissensdreieck Forschung - Lehre - Innovation.

Die Karlsruher Einrichtung ist ein führendes europäisches Energieforschungszentrum und spielt in den Nanowissenschaften eine weltweit sichtbare Rolle. KIT setzt neue Maßstäbe in der Lehre und Nachwuchsförderung und zieht Spitzenwissenschaftler aus aller Welt an. Zudem ist das KIT ein führender Innovationspartner für die Wirtschaft.

Jürgen Schreier | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/index.cfm?pid=1612&pk=152303

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht VL- und VSC-Drehmaschinen von EMAG: Die Bremsscheiben-Produktion auf ein neues Level heben
16.11.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

nachricht Auf der Jagd nach dem feinsten Tropfen
09.11.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte