Bits im Blick


Eine Hamburger Forschergruppe wirft somit den ersten direkten "Blick" auf die Magnetisierung einzelner Atome.
Damit ist die Grundlage geschaffen, den Zustand des kleinstmöglichen Bits der magnetischen Speichertechnologie, das man sich vorstellen kann, auszulesen.

Die stetig zunehmende Miniaturisierung heute üblicher elektronischer Geräte wie Mobiltelefone, oder Digitalkameras erfordert immer leistungsfähigere Speicher, welche die Flut der Daten auf kleinstem Raum erfassen können. Daher gab es in den letzten Jahrzehnten einen dramatischen Anstieg der Speicherdichte von magnetischen Datenspeichern, der im Wesentlichen durch die stetige Verkleinerung der Grundbausteine solcher Speicher, der Bits, erreicht wurde. Solche Bits sind voneinander isolierte magnetische Einheiten, deren Magnetisierung nach oben ("1") oder nach unten ("0") ausgerichtet werden kann, um Information zu speichern.

Der Magnetisierungszustand des Bits kann anschließend mittels eines geeigneten Lesekopfes wieder ausgelesen werden, um auf die Information zuzugreifen. Wäre man nun in der Lage, Bits aus einzelnen Atomen herzustellen, so ergäben sich immens hohe Speicherdichten. Es gibt bereits Ideen, solche atomaren Bits, bei denen die quantenmechanischen Eigenschaften zutage treten (so genannte Qubits), für völlig neuartige Rechenverfahren zu nutzen, um in so genannten Quantencomputern die Rechengeschwindigkeit zu erhöhen.

Die wichtigste Voraussetzung für solche Technologien ist, dass der Magnetisierungszustand solch eines Qubits überhaupt ausgelesen werden kann.
Dazu benutzten die Wissenschaftler Cobalt-Atome, die auf eine Platinunterlage aufgebracht wurden.
Als Lesekopf dient die magnetisch beschichtete Spitze eines Rastertunnelmikroskops, mit deren Hilfe die Atome berührungslos in einem Abstand von wenigen Atomdurchmessern abgetastet werden.

Mithilfe der in Hamburg etablierten Technik können nun verschiedene Materialkombinationen der Unterlage und der Bits auf magnetische Stabilität und Kopplung getestet werden, mit dem Ziel, zumindest bei tiefen Temperaturen das Konzept eines Speichers mit atomaren Qubits zu demonstrieren.

COMPAMED.de; Quelle: Kompetenzzentrum Nanoanalytik