27.08.2013, 09:25 Uhr | 0 |

Unerwünschter Datensalat Magnete: Neue Chance für ein bewährtes Speichermaterial

Magnete haben als Speicher noch lange nicht ausgedient, glauben Bielefelder Physiker. Deshalb bekommen sie jetzt ein Entwicklungszentrum, in dem sie Werkstoffe für eine weitere Miniaturisierung entwickeln. 

Sputter-Anlage
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Mit einer „Sputter-Anlage“ stellen (v.l.) Dr. Timo Kuschel, Prof. Dr. Andreas Hütten, Prof. Dr. Günter Reiss und Dr. Andy Thomas ihre Nano-Magnetschichten her. Das künftige Spinelektronik-Zentrum wird mit einer neuen, noch genaueren Sputter-Anlage ausgestattet.

Foto: Uni Bielefeld, Magnet, Magnetschichten, Nano, Spinelektronik

Die Anhänger der Magnetdatenspeicher geben nicht auf. Trotz neuer und teilweise geheimnisvoller Phänomene wie Skyrmionen, Graphen und Nanostrukturen glauben sie, dass Magnete der Zukunft höhere Speicherkapazitäten und Zugriffszeiten bieten und dazu noch weniger Strom verbrauchen. Vor allem Physiker in Bielefeld glauben daran und offensichtlich auch das nordrhein-westfälische Wissenschaftsministerium. Mit 340 000 Euro aus dem Europäischen Strukturfonds fördert es den Aufbau des Zentrums für Spinelektronische Materialien und Geräte. Dort sollen Magnetbeschichtungen entwickelt werden, die Daten auf immer kleinerer Fläche speichern können. Die Gesamtkosten bis 2016 liegen bei rund 1,35 Millionen Euro, von denen die Bielefelder Forscher rund eine Million durch Auftragsforschung für die Industrie selbst aufbringen.

„Ziel des Zentrums ist die Erforschung neuer magnetischer Materialien und die Realisierung neuer Prototypen für Datenspeicherung und Sensortechnik“, sagt Professor Günter Reiss, der künftige Leiter der Einrichtung. Der Physiker und sein Team setzen auf ultradünne Schichten aus magnetischen Werkstoffen wie Eisen, Nickel und Kobalt, die mit nicht-magnetischen Materialien wie Aluminiumoxid und Kupfer kombiniert werden. Das verhindert, dass sich die winzigen Speicherflächen gegenseitig beeinflussen, sodass aus gut sortierten „Nullen“ und „Einsen“ unbrauchbarer Datensalat wird.

Um die hauchdünnen Schichten auf einer Unterlage abzuscheiden erhält das Zentrum eine spezielle Sputter-Anlage. Im Hochvakuum beschießen energiereiche Teilchen das Material, mit dem die Unterlage beschichtet werden soll. Es verdampft und setzt sich Atom für Atom ab.

Das Know-how der Forscher nutzt unter anderem der weltgrößte Chiphersteller Intel. Er zielt auf die Miniaturisierung von Arbeitsspeichern, die in jedem Computer stecken.

Das Navi im Auto wird präziser

Magnete braucht man auch in Antiblockiersystemen. Sie ermitteln die Geschwindigkeit, mit der sich Autoräder drehen. Auch diese Magnete sollen künftig deutlich kleiner ausfallen, ebenso die in anderen Sensoren, die Bewegungen messen. Dazu zählen Fühler, die an Hand des Erdmagnetfeldes Richtungsänderungen ermitteln. Diese werden in manche Navigationsgeräte zusätzlich zum GPS-Empfänger eingebaut, um die Präzision zu erhöhen. Auch in manchen Smartphones sind sie zu finden. Dabei geht es nicht nur um die Miniaturisierung, sondern auch um eine Verbesserung ihrer Funktion. „Heutzutage sind Drehwinkel-Sensoren noch störanfällig, sodass mitunter mehrdeutige oder keine Messdaten erfasst werden“, sagt Reiss.

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Von Wolfgang Kempkens
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