Anzeige

So passen 35 Millionen Songs auf eine kreditkartengroße Festplatte

10. März 2017

So passen 35 Millionen Songs auf eine kreditkartengroße Festplatte
Christopher Lutz von IBM-Research in Almaden am Rasterelektronenmikroskop: Hier schafften es die IBM-Forscher mit Hilfe eines einzelnen Atoms den weltweit kleinsten Magneten herzustellen und darauf ein Datenbit zu speichern.
Ein großer Erfolg in der winzig kleinen Nanowelt: Im kalifornischen IBM Forschungszentrum in Almaden haben Wissenschaftler mit Hilfe eines einzelnen Atoms den weltweit kleinsten Magneten hergestellt. Wozu? Um darauf ein Datenbit zu speichern. 
Anzeige
Anzeige


Weniger ist bei Entwicklungen in der IT-Branche mehr: So benötigen herkömmliche Festplatten bisher etwa 100.000 Atome, um eine Datenmenge von einem Bit dauerhaft speichern zu können. Wenn also jetzt dafür nur noch ein Atom benötigt wird, könnte dies künftig zu wesentlich kleineren Speichermedien führen.

Technologie auf Atomgröße

„Magnetische Bits sind das Herz von Festplatten, Bandspeichern und aller verwandten auch zukünftigen Technologien“, sagt Christopher Lutz, Nanowissenschaftler in Almaden. „Wir wollten durch diese Forschungsarbeit verstehen, was passiert, wenn wir Technologien auf Atomgröße verkleinern.“ Das Ergebnis wurde jetzt im Fachmagazin Nature veröffentlicht.

Anzeige
Anzeige
Der kleinste Magnet der Welt: ein Holmium-Atom unterm IBM-Rastertunnelmikroskop. Es kann ein Bit Daten speichern.

Für die Entwicklung des kleinsten beständigen Magneten der Welt wählten die Wissenschaftler Holmium aus. Dieses chemische Element zählt zu den Metallen der Seltenen Erden. Mit Hilfe eines Rastertunnelmikroskops platzierten sie ein einzelnes Holmium-Atom auf einer Magnesiumoxid-Oberfläche. Wurden Strompulse von der Spitze des Rastertunnelmikroskops ausgesandt, änderte sich die magnetische Resonanz des Atoms. Es konnte zwischen zwei Werten hin- und hergeschaltet (0/1)werden.

1.000-mal dichter Daten speichern

Um die Information des Speichers abrufen zu können, platzierten die Wissenschaftler direkt neben dem Holmium-Bit ein Eisenatom. Da dessen Leitfähigkeit vom Magnetzustand des Holmiums beeinflusst wird, lässt sich an ihm der Magnetzustand des Holmium-Bits ablesen.

Detailaufnahme Rastertunnelmikroskop.

Indem die IBM-Experten dann zwei Holmium-Atome mit einem Abstand von nur einem Nanometer, also einem Millionstel Millimeter, zueinander kombinierten, und diese sich nicht gegenseitig störten, schufen sie den bislang kleinsten vorstellbaren Datenspeicher. Beide Atome speicherten je ein Bit.

Anzeige
Anzeige

IBM-Forscher entwickelten Rastertunnelmikroskop

Die Möglichkeit, so eng nebeneinander platzierte Atome als separate Speicher zu nutzen, erlaubt es zumindest in der Theorie Daten 1000-mal dichter als bisher auf Festplatten und Solid State Memory Chips zu sichern. Oder wie IBM anschaulich beschreibt: „Die 35 Millionen Songs bei iTunes würden so auf ein Gerät von der Größe einer Kreditkarte passen.“

Mechaniker Bruce Melior vor dem IBM-Rastertunnelmikroskop, das die beiden Physiker Gerd Binnig (Deutschland) und Heinrich Rohrer (Schweiz) entwickelt haben, und wofür sie 1986 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurden.

In den Schoß gefallen ist den IBM-Forschern dieser Erfolg nicht. „Das Ergebnis der Forschungsarbeit basiert auf der Erfahrung von über 30 Jahren Nanotechnologieforschung bei IBM“, betont das Unternehmen. „Dazu gehört beispielsweise die Entwicklung des Rastertunnelmikroskops, die 1986 mit dem Nobelpreis in Physik ausgezeichnet wurde.“ Und das nun bei der Forschungsarbeit eine wesentliche Rolle spielte.

Anzeige
Anzeige
Die IBM-Wissenschaftler Chris Lutz, Bruce Melior, Kai Yang und Philip Willke (v.l.n.r.) nutzten das Rastertunnelmikroskop, um den kleinsten Magneten der Welt aus einem Atom zu schaffen und darauf Daten zu speichern. Das Forschungsergebnis könnte irgendwann dazu führen, dass alle 35 Millionen Songs in der iTunes-Bibliothek auf eine kreditkartengroße Festplatte passen würden.

Nicht mit Holmium, sondern mit Glas haben andere Forscher gearbeitet, um einen neuen Speicherchip zu entwerfen. Ingenieure der Universität Southampton haben den Speicherchip aus Glas entwickelt, der prinzipiell ewig halten und dabei unglaubliche Mengen Daten speichern kann.

Der Vergleich mit einer Fliege zeigt, wie klein der Computer M3 ist. Für die Energieversorgung ist sogar eine Solarzelle integriert.

Und einen Computer kleiner als ein Reiskorn, der fotografieren sowie Druck und Temperatur messen kann, haben Ingenieure der Universität Michigan gebaut. Sein Name: M3.

 



Ein Beitrag von:

Anzeige
Anzeige

Top Stellenanzeigen

CAD-Konstrukteur (m/w/d)
Boyd Weiler GmbH & Co. KG

13.09.2026
Weiler-Simmerberg
Senior Ingenieur Systemintegration und KI-basierte Performancebewertung (w/m/d)
TransnetBW GmbH

13.09.2026
Stuttgart
Ingenieur Systemführung Operative Betriebsplanung (w/m/d)
TransnetBW GmbH

13.09.2026
Stuttgart
Bauprojektleiter (m/w/d)
Allbau Managementgesellschaft mbH

13.09.2026
Essen
Ingenieur* im Anforderungsmanagement
DFS Deutsche Flugsicherung GmbH

13.09.2026
Langen
Bauingenieur / Bautechniker Kommunaler Tiefbau (m/w/d)
WipflerPLAN Planungsgesellschaft

13.09.2026
Donauwörth, Nördlingen, Pfaffenhofen an der Ilm, Lauf an der Pegnitz
Information Security Manager (all genders)
VINCORION Advanced Systems GmbH

13.09.2026
Wedel
Professur „Wirtschaftsinformatik und Datenbanken mit dem Schwerpunkt IT-Venture-Design, Digital Enterprise und innovativer Lehre in Makerspace-Settings (W2)“
Hochschule Düsseldorf University of Applied Sciences

13.09.2026
Düsseldorf
Senior-Ingenieur Auftragsengineering (m/w/d)
Mehrer Compression GmbH

13.09.2026
Balingen
BIM-Manager (w/m/d) Außenstelle Hamm
Die Autobahn GmbH des Bundes

13.09.2026
Hamm, Münster
BIM-Manager (w/m/d) Außenstelle Dillenburg
Die Autobahn GmbH des Bundes

13.09.2026
Dillenburg
BIM-Manager (w/m/d) Niederlassung Westfalen
Die Autobahn GmbH des Bundes

13.09.2026
Hamm, Münster, Gelsenkirchen
BIM-Manager (w/m/d) Außenstelle Netphen
Die Autobahn GmbH des Bundes

13.09.2026
Netphen
BIM-Manager (w/m/d) Außenstelle Bochum
Die Autobahn GmbH des Bundes

13.09.2026
Bochum
BIM-Manager (w/m/d) Außenstelle Osnabrück
Die Autobahn GmbH des Bundes

13.09.2026
Osnabrück
BIM-Manager (w/m/d) Außenstelle Hagen
Die Autobahn GmbH des Bundes

13.09.2026
Hagen
Bauleiter (m/w/d) im Bereich schlüsselfertigen Wohnungsbau
SCHEIDL

13.09.2026
Moosburg/Landshut
Projektingenieur Fachplanung Versorgungstechnik (m/w/d)
INGENIEURBÜRO ZAMMIT GmbH

13.09.2026
Achim, Celle, Salzgitter, Wolfsburg
Meister (m/w/d) für die mechanische Fertigung
Montanhydraulik GmbH

13.09.2026
Gelsenkirchen
Bauingenieur (w/m/d)
Die Autobahn GmbH des Bundes

13.09.2026
Bayreuth

Weitere Artikel



Firmenprofile

Anzeige
Anzeige