Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schnellere Festplatten dank Datenspeicherung im atomaren Kreisverkehr?

11.10.2007
Es gibt rechts- und linksdrehende Joghurtkulturen, rechts- und linksdrehende Schneckengehäuse, rechts- und (seltener) linksdrehende Schrauben.

Wissenschaftler der Universität Bonn haben nun zusammen mit Berliner und Genfer Kollegen nachgewiesen, dass es auch rechts- und linksdrehende "Magnetwirbel" gibt. Dieses physikalische Phänomen könnte einst den Bau schnellerer und sicherer Festplattenspeicher ermöglichen. Die Physiker berichten am 11. Oktober in der Zeitschrift "Nature" über ihre Entdeckung (doi:10.1038/nature06139).

Einen magnetischen Wirbel kann man sich wie eine Art Kreisverkehr vorstellen. Anstelle von Autos sind hier jedoch magnetisierte Atome im Kreis angeordnet. Sie bilden gewissermaßen einen Ring von winzig kleinen Stabmagneten. Wirklich bewegen tut sich im atomaren Kreisverkehr nichts. Dennoch hat er eine Richtung: Wenn die "Nordpole" alle in Uhrzeigerrichtung zeigen, ist der Magnetwirbel "rechtsdrehend", ansonsten ist er "linksdrehend".

"Man vermutet seit einigen Jahren, dass es solche atomaren Verkehrskreisel gibt", erklärt der Bonner Physiker Professor Dr. Manfred Fiebig. "In der Nature-Studie haben wir in einer Substanz namens Lithiumkobaltphosphat nun tatsächlich derartige Wirbel gefunden und mit Hilfe eines laseroptischen Verfahrens ihre Richtung bestimmt." In Anlehnung an den Begriff "Ferromagnetismus" nennen die Autoren - neben Fiebig der Niederländer Bas Van Aken sowie die Genfer Physiker Hans Schmid und Jean-Pierre Rivera - das Phänomen "Ferrotoroidizität".

... mehr zu:
»Festplatte »Magnetfeld »Physik

Schon aus Sicht der Grundlagenforschung ist der Fund hoch interessant. Darüber hinaus kann er aber auch handfeste technologische Konsequenzen haben. Denn in Magnetwirbeln lassen sich Informationen speichern: Läuft der atomare Kreisverkehr rechts herum, steht er beispielsweise für die Binärzahl "0", ist er linksdrehend, steht er für die "1" - ein Prinzip, das in künftige Computerfestplatten Einzug halten könnte.

Langsame Magnetfelder

"Heute speichert man Daten durch die entsprechende magnetische Polung der Festplatten-Beschichtung", erläutert Manfred Fiebig. "Auf dem Datenträger liegen viele Billionen dieser polbaren Bereiche hintereinander. Um sie zu beschreiben oder Informationen von ihnen zu lesen, benötigt man Magnetfelder." Problem dabei: Zum einen muss zur Erzeugung dieser Felder ein Strom fließen, wofür elektrische Ladungsträger in Bewegung gesetzt werden. Dies ist jedoch ein relativ langsamer Prozess. Zum anderen besteht bei der immer höheren Datendichte die Gefahr, dass die auslesenden Magnetfelder die gespeicherte Information zerstören.

Die atomaren Kreisverkehre haben diesen Nachteil nicht. Zwar sind in ihnen die Information ebenfalls "magnetisch" gespeichert. "Die Drehrichtung der Wirbel lässt sich aber durch elektrische Felder verändern", betont Manfred Fiebig. "Auch zum Auslesen benötigt man keine Magnetfelder, die die gespeicherten Daten irrtümlich überschreiben könnten." Ein weiterer Vorteil: Zur Erzeugung elektrischer Felder muss kein Strom fließen; die Speicherung kann also im Prinzip wesentlich schneller erfolgen.

Nächstes Ziel: Schreiben lernen

Fiebig ist vor einem guten Jahr vom Berliner Max-Born-Institut an die Uni Bonn gekommen. In Bonn fand auch die Auswertung der in Berlin gemessenen Daten statt, die nun zum Nachweis der Wirbel führte. "Bislang ist es uns allerdings nur gelungen, die Drehrichtung der Magnetwirbel zu lesen", sagt der Physiker. In einem nächsten Schritt wollen seine Mitarbeiter und er nun auch gezielt Informationen schreiben. Außerdem suchen sie nach weiteren Materialien, die eventuell für zukünftige Massenspeicher in Frage kommen.

Die Festplatte der Zukunft werden Fiebig und sein Team aber sicher nicht bauen, wie er selbst betont: "Uns interessieren vor allem die Grundlagen des Phänomens und was sie über die Natur des Magnetismus verraten. Wenn daraus irgendwann eine technologische Anwendung entsteht, ist das natürlich umso schöner."

Kontakt:
Professor Dr. Manfred Fiebig
Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik der Universität Bonn
Telefon: 0228/73-2539
Fax: 0228/73-2505
E-Mail: fiebig@hiskp.uni-bonn.de

Frank Luerweg | idw
Weitere Informationen:
http://www.fv-berlin.de/05_pressemitteilungen.html

Weitere Berichte zu: Festplatte Magnetfeld Physik

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Quantenmechanik ist komplex genug – vorerst …
21.04.2017 | Universität Wien

nachricht Tief im Inneren von M87
20.04.2017 | Max-Planck-Institut für Radioastronomie

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: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

3. Bionik-Kongress Baden-Württemberg

24.04.2017 | Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für Netzleittechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact beteiligt sich an Berliner Start-up Unternehmen für Energiemanagement

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für industrielle Kommunikationstechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung