Mikroelektronik 05.02.2013, 12:56 Uhr

Datenspeicher in drei Dimensionen speichert Informationen auch übereinander

Englische und niederländische Wissenschaftler haben einen Chip entwickelt, in dem Transistoren fehlen. Sie wurden durch nanotechnische Phänomene ersetzt. Der neue Chip kann Informationen nicht nur in einer Ebene, sondern auch übereinander speichern. Die Kapazität steigt enorm.

Nicht nur in der Fläche, sondern auch in der Höhe übereinander speichert ein neuartiger Mikrochip der Universität Cambridge. Die Forscher glauben, den Chip der Zukunft gefunden zu haben.

Nicht nur in der Fläche, sondern auch in der Höhe übereinander speichert ein neuartiger Mikrochip der Universität Cambridge. Die Forscher glauben, den Chip der Zukunft gefunden zu haben.

Foto: Cambridge University

„Wir können sehen, wie die Daten die Nano-Treppe emporsteigen“, sagt Reinoud Lavrijsen, niederländischer Physiker an der University of Cambridge. Normalerweise drücken sich Wissenschaftler nicht so poetisch aus. Doch diesmal ist es gerechtfertigt. Er und sein Team haben einen Speicherchip entwickelt, in dem die Daten nicht in einer einzigen Ebene gespeichert werden, sondern in derzeit bis zu elf Lagen übereinander.

Heutige Chips glichen einem Bungalow, in dem sich alles im Erdgeschoss abspielt. „Wir haben die Treppen zu den nächsten Etagen geschaffen.“ Auf diese Weise lassen sich in einem Chip deutlich mehr Informationen speichern, obwohl er nicht dicker ist als ein Bauteil mit nur einer Etage. Die Gruppe um  Lavrijsen will sich noch nicht festlegen, wie hoch die Steigerungsrate ist. Aber sie sind sicher, dass ihr Speicherchip das Standardmodell in den Computern der Zukunft sein wird.

Die Forscher nutzten ein Sputtering genanntes Verfahren, um auf einer Silizium-Unterlage nacheinander Kobalt, Platin und Ruthenium aufzutragen. Jede Schicht ist nur wenige Atomlagen dick. Die Kobalt- und Platin-Atome speichern die Informationen, die Ruthenium-Atome fungieren als Boten zwischen ihnen. Mit Hilfe des Magneto-Optischen-Kerr-Effekts (Moke) analysierten sie das Magnetisierungsverhalten der Schichten. Mit dem extrem empfindlichen Nachweisverfahren konnten sie sehen, dass die Daten in einem magnetischen Wechselfeld von Etage zu Etage kletterten. Da von den nicht gerade preiswerten Werkstoffen, die die Forscher in Cambridge einsetzen, nur wenige Atome benötigt werden, fällt der Preis nicht ins Gewicht. Die Methode, wie Daten ein- und ausgelesen werden, ist allerdings noch nicht ausgereift.

Professor Russel Cowburn, der das Forscherteam leitet, sagt, es sei gelungen, unzählige winzige Transistoren, die normalerweise einen Speicherchip bevölkern, durch Strukturen und Wechselwirkungen im Nanobereich zu ersetzen (ein Nanometer ist ein Millionstel Millimeter). 

Die Forschungsarbeiten werden von der Isaac-Newton-Stiftung, die seit 1988 in Cambridge existiert, und der Nederlandse organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek finanziert, einer Einrichtung, die ausgesuchte Forschungsarbeiten fördert.

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

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