Magnet-Oxid-Hybrid 31.03.2014, 09:09 Uhr

Magnetisches Supermaterial soll Festplattenkapazitäten drastisch erhöhen

Computerfestplatten könnten schon bald einen deutlichen Kapazitätssprung erfahren. Kalifornische Forscher haben eine Art Supermaterial entwickelt. Es verändert seine magnetischen Eigenschaften schon bei kleinsten Temperaturschwankungen und macht es möglich, Speicherpunkte drastisch zu verkleinern und dichter zu packen. 

Mit Impulsen, die auf winzige Punkte einer Magnetplatte zielen, lassen sich diese ummagnetisieren. Zeigen sie in die eine Richtung, bedeutet das den digitalen Code „1“. Weisen sie in die Gegenrichtung heißt das „0“. Die Punkte, die ummagnetisiert werden, lassen sich allerdings nicht beliebig verkleinern. Deshalb ist die Kapazität einer Festplatte beschränkt.

Physiker an der Universität von San Diego im Süden Kaliforniens haben jetzt ein neues magnetisches Material entwickelt. Zum Einsatz kommt eine wärmeunterstützte Magnetspeicherung namens Heat-assisted magnetic recording (HAMR). Während der Ummagnetisierung erhitzt ein extrem feiner Laserstrahl die Punkte, die Informationen aufnehmen sollen, um einige Grad Celsius. 

Dadurch verändert sich schlagartig die so genannten Koerzitivkraft – das ist der Widerstand eines Materials gegen eine Veränderung seines magnetischen Zustands durch ein magnetisches Feld. Die Temperaturerhöhung schwächt sie, so dass das Ummagnetisieren leicht von statten geht.

Speicherpunkte sollen sich drastisch verkleinern lassen 

Die Festplatte der Zukunft besteht aus zwei hauchdünnen Schichten aus Vanadiumoxid und Nickel, die gewissermaßen aufeinander geklebt werden, sind die kalifornischen Forscher überzeugt. Den Magnetisierungspart übernimmt Nickel. „Kein anderes Material, das die Menschheit kennt, kann das gleiche“, sagt Ivan Schuller, Physikprofessor an der kalifornischen Universität. Die Speicherpunkte sollen sich drastisch verkleinern und enger aneinanderrücken lassen, ohne dass sie sich gegenseitig beeinflussen, also Informationen in Nachbarpunkten verfälschen.

Einen offiziellen Namen hat der neue Werkstoff noch nicht. „Man könnte ihn nach seinen bemerkenswerten Merkmalen einfach ‚Magnet-Oxid-Hybrid‘ nennen“, schlägt Schuller vor.

Supermaterial soll auch für Transformatoren geeignet sein 

Bei hohen Temperaturen verhalte sich Vanadiumoxid wie ein Isolator, bei niedrigen wie ein leitfähiges Metall. Bei Temperaturen dazwischen, etwa bei Zimmertemperatur, habe es „ungewöhnliche Eigenschaften“, sagt Schuller. Schon bei einer Temperaturveränderung von 20 Grad Celsius zeige das Material HAMR-Eigenschaften. Bei anderen Werkstoffen sind erheblich größere Sprünge nötig.

Es sei noch zu früh zu sagen, wie sich der neue Werkstoff nutzen lasse. Ein Problem etwa sei noch nicht gelöst. Die Informationen müssen sich speichern und wieder auslesen lassen. Wie sich dieses Ziel mit dem neuen Material erreichen lasse, müsse nun noch näher erforscht werden.

Schuller glaubt übrigens, dass es auch für Transformatoren geeignet bist. Diese würden plötzliche Spannungsspitzen, etwa bei einem Blitzeinschlag, besser wegstecken als heutige Stromwandler.

Von Wolfgang Kempkens

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