Nanomagnetismus als Vorstufe für High Density Magnetic Recording

Physiker der Universität Graz sind den Grundlagen des Nanomagnetismus auf der Spur. Dies ist die Vorstufe zum so genannten High Density Magnetic Recording, der Zukunft der magnetischen Datenträger. Die Erkenntnisse, die die Forscher hier gewinnen, werden es in Zukunft möglich machen auf einen fünf Mal fünf Zentimeter großen Datenträger bis zu 1.000 Gigabit zu speichern.

„Papier ist mittlerweile teurer als magnetische Datenträger. Aber auch wegen revolutionierender Anwendungen in den Kommunikationstechnologien wird die Entwicklung des High Density Magnetic Recording massiv vorangetrieben“, so Heinz Krenn, Leiter des Instituts für Physik an der Universität Graz im pressetext-Interview. „Derzeit sind auf einem Datenträger dieser Größe nur zwischen 200 und 400 Gigabyte speicherbar.“ Das große Problem ergebe sich nämlich aus der Verhinderung einer stabilen magnetischen Ausrichtung infolge der Wärmebewegung. Das erlaube es derzeit nicht, die gespeicherten Daten über lange Zeit tatsächlich haltbar zu machen. „Die thermische Eigenbewegung würde die gespeicherte Information unter normalen Temperaturen löschen“, erklärt der Wissenschaftler. Daher arbeiten die Grazer Forscher unter besonderen Bedingungen – und zwar unter extremer Kälte. Kälte ist aber nicht nur für die Erhaltung der Information erforderlich. „Wir betreiben besonders starke Magnete und äußerst empfindliche Messgeräte, die nur bei extrem tiefen Temperaturen, etwa bei minus 269 Grad Celsius, funktionieren. Damit gehören wir zu den wenigen Standorten in der Steiermark, die solche Kälte produzieren und derartige exotische Messverfahren anwenden können“, führt der Wissenschafter aus. Ein Ziel ist es, die Physik der Nanomagnete zu verstehen und sie bis Raumtemperatur einsetzbar zu machen.

Momentan werden in Computern rotierende Datenträger eingesetzt, die einen elektrischen Antrieb und damit viel Energie benötigen. „Mit den neuen spintronischen Bauelementen, die neben der Ladung auch den Spin der Elektronen als Informationsträger benutzen, könnte dieses Problem in naher Zukunft behoben werden“, so Krenn. Die Grazer Forscher sind in Zusammenarbeit mit einer Gruppe der Montanuniversität Leoben aber auch einem anderen Phänomen auf der Spur: Mit Hilfe von Nano-Partikeln sollen hochverformte Werkstoffe ihre magnetischen Eigenschaften beibehalten. Dazu werden magnetische Nanokristallite mit einem Durchmesser zwischen zehn und 100 Nanometer in den Werkstoff eingebaut. Die Nano-Ausscheidung erzeugt maßgeschneiderte magnetische Eigenschaften. „Es handelt sich bei beiden Forschungsarbeiten um Grundlagenforschung der Physik: Ein und dasselbe ultrakleine Objekt wird durch die Anisotropie der Umgebungsmatrix thermisch stabilisiert und beeinflußt damit die nutzbaren Eigenschaften für praktische Anwendungen“, so der Physiker.