Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein neuer Weg der Datenspeicherung?

29.07.2004


Forscher des Max-Born-Instituts zeigen, wie sich bestimmte Kristalle mit elektrischen Feldern gezielt magnetisieren lassen

... mehr zu:
»Datenspeicherung »MBI »Nature

Forscher des Max-Born-Instituts für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie (MBI) in Berlin haben einen Weg gefunden, bestimmte Kristalle mithilfe von elektrischen Feldern gezielt zu magnetisieren. Dies könnte zu einer neuen Art der elektronischen Datenspeicherung führen. Dem Team gehörten auch Wissenschaftler des Berliner Hahn-Meitner-Instituts, der Universität Tübingen sowie des französischen Instituts Laue-Langevin an. Koordiniert hat die Studie Manfred Fiebig vom MBI. Die Ergebnisse erscheinen in der heutigen Ausgabe der Zeitschrift Nature.

Zur Speicherung großer Datenmengen in Computern benutzt man in erster Linie Festplatten. Diese sind mit einer ferromagnetischen Substanz versehen, deren magnetische Polung (Nord/Süd, entsprechend 1/0) die zu speichernde Information kodiert. Ein polbarer Bereich entspricht einer Informationseinheit, von denen auf dem Datenträger viele Billionen hintereinender geschrieben sind. Schreiben und Auslesen werden stets mithilfe von Magnetfeldern realisiert. In der fortschreitenden Miniaturisierung der polbaren Bereiche zur Erhöhung der Speicherkapazität stößt man damit jedoch mehr und mehr an physikalische Grenzen. Die Kontrolle der magnetischen Eigenschaften, und damit der gespeicherten Information, durch andere Effekte als Magnetfelder ist daher eines der wichtigsten Ziele der modernen Informationstechnologie.


Die Wissenschaftszeitschrift Nature berichtet heute, dass in bestimmten Kristallen (so genannten "Multiferroika") die magnetische Ordnung auch mittels elektrischer Felder geschaltet werden kann. Dabei wird nicht nur die magnetische Polung durch das elektrische Feld kontrolliert, sondern es ist zudem möglich, den Magnetismus als solchen gezielt an- oder abzuschalten. "Für unser Experiment benutzten wir ein magnetisch weitgehend ungeordnetes Material", berichtet der der Gruppenleiter Manfred Fiebig vom MBI. Es handelt sich um eine kristalline Verbindung der Metalle Holmium und Mangan (HoMnO3) Erst das Anlegen einen elektrischen Feldes machte daraus eine ferromagnetische Substanz, die als Informationsspeicher dienen könnte.

Die Forscher wiesen dies auf zweierlei Weise nach. Zum einen führte das Anlegen einer elektrischen Spannung zu einer Änderung der optischen Eigenschaften der mehrere Millimeter großen HoMnO3-Kristalle, die wiederum charakteristisch für eine Änderung der magnetischen Eigenschaften ist. Zum anderen gelang es, auf atomarer Skala in den Kristall hineinzublicken und die mit der Änderung der magnetischen Ordnung einhergehende Verschiebung der Atome nachzuweisen.

Der Nachweis war nur durch die ungewöhnliche Kombination von Laseroptik und Röntgen- bzw. Neutronenkristallographie möglich. Den Forschern kam dabei zugute, dass in Berlin mit dem Max-Born-Institut am Wissenschafts- und Industriestandort Adlershof und dem Hahn-Meitner-Institut Spitzenforschungseinrichtungen auf beiden Gebieten innerhalb derselben Stadtgrenzen existieren, was eine besonders effektive Zusammenarbeit ermöglichte. Neben den Berliner Instituten waren die Universität Tübingen und das Institut Laue-Langevin in Grenoble an den Experimenten beteiligt.

Bereits vor zwei Jahren hatten die Forscher des Max-Born-Instituts in Nature über die mögliche Kopplung zwischen magnetischen und elektrischen Ordnungszuständen berichtet. Mit dem jetzt in Nature dargestellten Experiment vollführen sie den wichtigen Schritt zum kontrollierten magneto-elektrischen Schalten, mit dem ein neuartiger Schreib- und Leseprozess erst möglich wird. "Wir sehen als mögliche Anwendung nicht unbedingt kleinere Festplatten", erläutert Mafred Fiebig, "sondern eher eine erhöhte Stabilität der gespeicherten Daten".

Zukünftige Untersuchungen werden sich mit der Übertragung der gefundenen Ergebnisse auf dünne Materialfilme widmen, wie sie für technologische Anwendungen relevant sind. Des weiteren soll die zeitliche Ablauf des magneto-elektrischen Schaltprozesses mit den am MBI vorhandenen Kurzpulslasern untersucht werden.

Weitere Informationen: Manfred Fiebig, Tel.: 030 / 6393-1404, Mail: fiebig@mbi-berlin.de

Quelle: "Magnetic phase control by an electric field" von Th. Lottermoser, Th. Lonkai, U. Amann, D. Hohlwein, J. Ihringer und M. Fiebig (Nature, 29. Juli 2004, S. 541)

Josef Zens | idw
Weitere Informationen:
http://www.mbi-berlin.de

Weitere Berichte zu: Datenspeicherung MBI Nature

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Platooning in der Logistikbranche: Weltweit erster Praxiseinsatz vernetzter Lkw-Kolonnen auf der A9
25.06.2018 | Hochschule Fresenius

nachricht Schnell und innovativ: Jülicher Superrechner ist eine Neuentwicklung aus Europa
25.06.2018 | Forschungszentrum Jülich

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wendelstein 7-X erreicht Weltrekord

Stellarator-Rekord für Fusionsprodukt / Erste Bestätigung für Optimierung

Höhere Temperaturen und Dichten des Plasmas, längere Pulse und den weltweiten Stellarator-Rekord für das Fusionsprodukt hat Wendelstein 7-X in der...

Im Focus: Schnell und innovativ: Jülicher Superrechner ist eine Neuentwicklung aus Europa

Bei der Entwicklung innovativer Superrechner-Architekturen ist Europa dabei, die Führung zu übernehmen. Leuchtendes Beispiel hierfür ist der neue Höchstleistungsrechner, der in diesen Tagen am Jülicher Supercomputing Centre (JSC) an den Start geht. JUWELS ist ein Meilenstein hin zu einer neuen Generation von hochflexiblen modularen Supercomputern, die auf ein erweitertes Aufgabenspektrum abzielen – von Big-Data-Anwendungen bis hin zu rechenaufwändigen Simulationen. Allein mit seinem ersten Modul qualifizierte er sich als Nummer 1 der deutschen Rechner für die TOP500-Liste der schnellsten Computer der Welt, die heute erschienen ist.

Das System wird im Rahmen des von Bund und Sitzländern getragenen Gauß Centre for Supercomputing finanziert und eingesetzt.

Im Focus: Superconducting vortices quantize ordinary metal

Russian researchers together with their French colleagues discovered that a genuine feature of superconductors -- quantum Abrikosov vortices of supercurrent -- can also exist in an ordinary nonsuperconducting metal put into contact with a superconductor. The observation of these vortices provides direct evidence of induced quantum coherence. The pioneering experimental observation was supported by a first-ever numerical model that describes the induced vortices in finer detail.

These fundamental results, published in the journal Nature Communications, enable a better understanding and description of the processes occurring at the...

Im Focus: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Neueste Entwicklungen in Forschung und Technik

25.06.2018 | Veranstaltungen

Wheat Initiative holt Weizenforscher aus aller Welt an einen Tisch

25.06.2018 | Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Wendelstein 7-X erreicht Weltrekord

25.06.2018 | Physik Astronomie

Schnell und innovativ: Jülicher Superrechner ist eine Neuentwicklung aus Europa

25.06.2018 | Informationstechnologie

Leuchtfeuer in der Produktion

25.06.2018 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics