Es kann nicht mehr lange dauern, bis Festplatten für PC oder Laptops nur noch die Größe von Reiskörnern haben. Eine neue Entwicklung von Sebastian Loth vom CFEL läutet nun die Zukunft der elektromagnetischen Festplatten ein.
Ein Forscherteam aus Mitgliedern von IBM und dem deutschen Center for Free-Electron Laser Science hat den kleinsten Speicher der Welt entwickelt. Diese innovative Erfindung besteht aus 96 genaustens platzierten Atomen, die ein Byte an Daten speichern. Zum Vergleich: Eine traditionelle Festplatte besteht aus einer halben Milliarde Atome.
Diese neue Erfindung kann die Speicherkapazität traditioneller Festplatten um das zwei- bis dreihundertfache erhöhen. Es wird möglich sein, 10TB oder mehr auf einem iPod zu speichern. Laut dem leitenden Autor der Studie, Sebastian Loth, basiert die grundlegende Idee auf einem häufigen Naturphänomen.
Loth bezieht sich dabei auf die Tatsache, dass Elektronen in einem Atom sich dauerhaft bewegen. Traditionelle Festplatten basieren auf magnetischen Materialien wie Eisen, die in der Festplatte nebeneinander aufgereiht sind und bei denen sich die Elektronen in die gleiche Richtung bewegen. Die Festplatten nehmen die Information über den so genannten Spin auf und übertragen ihn auf einen externen Bereich.
Die magnetischen Materialien der traditionellen Festplatten müssen in einigem Abstand zueinander platziert werden, da sonst die Ladungen einander ablenken und die Daten nicht richtig gespeichert werden.
Daher ist es bei der Entwicklung kleinerer Festplatten ein Problem, die Bestandteile auf wenig Raum anzubringen, ohne dass sie einander stören. Aber nimmt man Materialien, die nicht magnetisch sind, bewegen sich die Elektronen in entgegengesetzte Richtungen und lenken einander nicht ab.
Diese nicht-magnetischen Materialien lassen sich daher nahe beieinander platzieren und benötigen nur einen Nanometer Abstand. Die kleinste Festplatte wurde daher Atom für Atom zusammengesetzt, mit Hilfe eines Rastertunnelmikroskops.
Bei dieser neuen Bauweise werden sechs Atome in einer Reihe angebracht, wobei so eine Reihe ein Bit speichern kann. Acht solche Reihen können also ein Byte an Informationen speichern. Es gibt allerdings noch einige Probleme, die gelöst werden müssen, bevor die neue Bauweise in die Produktion gehen kann.
Die erste Herausforderung ist, dass das Arrangement Atom für Atom sich praktisch nicht für die Massenproduktion eignet. Die zweite ist, dass die aktuell verwendeten Materialien nur fünf Grad über dem absoluten Nullpunkt funktionieren. Daher gibt es noch viel zu experimentieren, bevor die Technologie im Handel erhältlich ist. Aber die Revolution hat begonnen und kleinere Festplatten sind nicht mehr nur Fiktion.