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Die Informationsflut will möglichst dicht und dauerhaft gespeichert werden. Forscher aus Dresden modifizieren dazu Schichten aus diamantähnlichem Kohlenstoff. Die derzeit erreichte Datendichte ist bereits fünfzigmal höher als bei den besten Festplatten.
Das Wesen aller Datenspeicherung besteht darin, bestimmte Eigenschaften von Materie dauerhaft zu verändern. Dazu bedarf es eines passenden Instruments, mit dem die Daten ein- und ausgelesen werden können. Was bei CDs und DVDs kleine Vertiefungen und Laserlicht leisten, erledigen bei Festplatten kleinste magnetische Bezirke, die der Schreib/Lese-Kopf erzeugt, liest oder löscht. Hier wie dort ist die Speicherdichte prinzipiell limitiert: bei optischen Speichern durch die Wellenlänge des Instruments Licht und bei Festplatten durch eine minimale Partikelgröße der magnetischen Materie. Wird sie unterschritten, gehen Magnetisierung wie Daten durch das ständige Zappeln der Atome in kurzer Zeit zugrunde.
Forscher vom Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden verwenden als Materie diamantähnliche Kohlenstoffschichten und als Instrument feinste metallische Spitzen, wie sie in der Rastertunnelmikroskopie (STM) eingesetzt werden. Daraus austretende Elektronenströme nutzt Thomas Mühl, um in der zunächst elektrisch eher isolierenden Schicht Kanäle aus Graphit zu erzeugen. "Diese bis zu zehn Nanometer kleinen Bereiche sind nicht nur leitfähiger - sie erheben sich zugleich aus der glatten Schicht", erläutert der Physiker vom Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung IFW Dresden, das mit dem IWS kooperiert. "Beide Effekte können zur Informationsspeicherung genutzt werden. Die STM-Nadel dient uns als kombiniertes - wenn auch langsames - Schreib- und Leseinstrument. Die hohe mechanische, thermische und chemische Stabilität des Kohlenstoffs garantiert, dass gespeicherte Daten lange erhalten bleiben."
Neben digitalen Daten untersuchen die Forscher, wie sich analoge Bilder ein- und auslesen lassen. Dies ist besonders für langfristige Archivierungen interessant, denn digitale Übersetzungsprogramme, die veralten oder irgendwann überhaupt nicht mehr verfügbar sein könnten, sind unnötig. Als anschauliches Beispiel dient ein Portraitfoto mit nur 1,2 Mikrometern Kantenlänge. Rein rechnerisch fänden 6,2 Milliarden solcher Passbilder - also der gesamten Menschheit - auf der Fläche einer Postkarte Platz. In der Sprache der Entwickler von Datenträgern entspricht dies einer Speicherdichte von mehr als 5 000 Gigabit pro Quadratzoll. Die derzeit besten magnetischen Festplatten erreichen zwei, kommerziell erhältliche lediglich ein Prozent dieses Werts. Die Wissenschaftler der beiden Institute arbeiten nun gemeinsam mit der im Januar ausgegründeten Firma Arc Precision daran, das Prinzip in eine effektive Speichertechnologie umzusetzen.
Ansprechpartner:
Thomas Mühl
Telefon 03 51 / 46 59-4 96, Fax -7 45, T.Muehl@ifw-dresden.de
Dr. Bernd Schultrich
Telefon 03 51 / 25 83-4 03, Fax -3 00, bernd.schultrich@iws.fraunhofer.de
http://www.iws.fraunhofer.de
http://www.ifw-dresden.de/iff/12/JSINDEX.HTM?http://www.ifw-dresden.de/IFF/12/na...
http://www.fraunhofer.de/mediendienst
Die Kantenlänge dieses Portraits in diamantähnlichem Kohlenstoff beträgt nur etwas mehr als einen Mi ...
Criteria of this press release:
Information technology, Materials sciences
transregional, national
Research projects
German
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