Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Physiker entwickeln neues Speicherbauelement

12.07.2007
Je langsamer der Rechner und je aufwändiger die Programme, desto länger dauert die Wartezeit beim Hochfahren. Mit dem Warten könnte es allerdings vorbei sein, wenn eine Entwicklung Würzburger Physiker es zur Anwendungsreife bringt. Über die Entdeckung berichtet die Fachzeitschrift Nature Physics in ihrer neuesten Ausgabe.

Sie ist als "Bill-Gates-Gedenkminute" bekannt: Die Zeit, die ein Rechner braucht, bis er sein Betriebssystem und die benötigten Programme geladen hat. Notwendig ist die Pause, weil in dem Computer zwei getrennte Systeme arbeiten: Eines, in dem auf elektrischem Wege die Rechenaktionen ablaufen, und eines, in dem auf magnetischer Basis die Informationen gespeichert werden. Während des Hochfahrens "schaufelt" der Rechner die benötigten Daten von dem einen ins andere System. Das allerdings könnte sich bald ändern:

Im Rahmen der Doktorarbeit von Katrin Pappert ist es am Physikalischen Institut der Uni Würzburg gelungen einen Speicher zu entwickeln, der die Vorteile beider Systeme in sich vereint: Auf die Informationen ist zum einen der direkte und extrem schnelle elektronische Zugriff möglich, zum anderen gehen die Daten beim Abschalten nicht verloren. "Solche Speicher würden das Hochfahren des Computers nach dem Einschalten unnötig machen", sagt Pappert. Man könnte sofort dort weiterarbeiten, wo man am Vortag aufgehört hat. Die Doktorandin forscht am Lehrstuhl für Experimentelle Physik III bei Professor Laurens Molenkamp; das neue Speicherbauelement wurde dort im Rahmen des europäischen Forschungsprojekts Nanospin entwickelt.

"Wir arbeiten mit so genannten ferromagnetischen Halbleitern", erklärt Pappert die Entwicklung. Dieses Material ist in der Lage, so wie die üblichen Metalle in einer Festplatte, Informationen durch ihre Magnetisierungsrichtung zu speichern; gleichzeitig lässt es sich aber auch - anders als die momentan benutzen ferromagnetischen Metalle - direkt in Computerchips integrieren. Für die Chiphersteller hätte dies den Vorteil, dass die Chips ihre Information in der Magnetisierung speichern könnten und sie nicht wie üblich beim Abschalten des Stroms vergessen.

Pappert arbeitet mit Gallium-Mangan-Arsenid, einem Material, bei dem man "sehr gut steuern kann, wie stark magnetisch und wie sehr es leitend ist", sagt sie. Das allein reicht allerdings noch nicht aus, um den Halbleiter im Chip nutzen zu können. Erst wenn die Physikerin unvorstellbar kleine Streifen davon zum Einsatz bringt, zeigt er die gewünschten Eigenschaften. "Wir konnten nachweisen, dass man extrem schmalen Streifen eine Vorzugsrichtung für die Magnetisierung aufprägen kann", so Pappert. Wobei "extrem schmal" etwa 100 millionstel Millimeter bedeutet. Ordnen die Physiker zwei solcher Streifen im rechten Winkel zueinander an, können sie vier unterschiedlich ausgerichtete Magnetisierungen in ihnen erzeugen, mit denen zwei unterschiedliche Widerstände einhergehen; über extrem feine Zuleitungen aus Gold sind sie außerdem in der Lage einen Strom fließen zu lassen - fertig ist der Prototyp für eine elektrisch auslesbare magnetische Speicherzelle.

Bis diese Speicherzelle tatsächlich in einem handelsüblichen Rechner zum Einsatz kommt, wird allerdings noch viel Zeit vergehen. Dafür spricht allein schon die Tatsache, dass Gallium-Mangan-Arsenid die gewünschte Eigenschaft nur bei sehr tiefen Temperaturen zeigt. Pappert etwa arbeitet mit minus 270 Grad Celsius. Trotzdem ist die Physikerin optimistisch, dass in absehbarer Zeit ein anderes Material gefunden wird, "das bei Raumtemperatur funktioniert".

Die technische Umsetzbarkeit steht für sie sowieso nicht an vorderster Stelle: "Wir haben nur demonstriert, dass es funktioniert", sagt sie. Die weitere Entwicklung ist dann ein anderes Kapitel.

Katrin Pappert, Silvia Hümpfner, Charles Gould, Jan Wenisch, Karl Brunner, Georg Schmidt & Laurens W. Molenkamp: "A non-volatile-memory device on the basis of engineered anisotropies in (Ga,Mn)As", Nature Physics, online publiziert am 1. Juli 2007; doi:10.1038/nphys652

Ansprechpartner: Prof. Dr. Laurens Molenkamp, Tel.: (0931) 888 4925, E-Mail: laurens.molenkamp@physik.uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de/

Weitere Berichte zu: Magnetisierung Molenkamp Speicherbauelement

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Flashmob der Moleküle
19.01.2017 | Technische Universität Wien

nachricht Verkehrsstau im Nichts
19.01.2017 | Universität Konstanz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

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