Strom versetzt Wände
Konzept könnte einmal das Rotieren von Speicherplatten überflüssig machen
Forscher der Universität Hamburg haben die magnetische Trennwand zwischen zwei Bits auf einer Festplatte mit Geschwindigkeiten von bis zu 110 Metern pro Sekunde bewegt. Dies gelang durch einen nur winzige Sekundenbruchteile andauernden Puls eines spinpolarisierten Stroms. Allerdings konnte die Wand nur über Distanzen von maximal einem Mikrometer verschoben werden, bevor sie sich in Kristallbaufehlern der Speicherplatte festfuhr. Die Forscher hoffen jedoch, dass ihr Konzept einmal zur Herstellung von Speicherplatten führen wird, die nicht unter einem Schreib-Lese-Kopf rotiert werden müssen.
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Um die auf Festplatten magnetisch gespeicherten Informationen ansprechen zu können, müssen die die Bits codierenden Domänen durch schnelle Rotationen der Platte unterhalb eines magnetischen Sensors vorbeibewegt werden. Die Domänen stellen dabei mikroskopisch kleine Bereiche der kristallinen Oberfläche dar, deren Atome alle in die gleiche Richtung magnetisiert sind. Eine Magnetisierung nach links könnte somit zum Beispiel eine Null codieren, eine Magnetisierung nach rechts hingegen eine Eins.
Guido Meier und seine Kollegen haben nun untersucht, ob die mechanische Bewegung des Speichermediums in zukünftigen Datenträgern überflüssig gemacht werden könnte. Dabei bedienten sich die Wissenschaftler eines im Jahre 2004 von IBM-Forschern aufgestellten Konzepts, bei denen die Trennwände zwischen magnetischen Domänen selbst mithilfe eines spinpolarisierten Stroms über die Platte bewegt werden können.
In diesem Verfahren würden die Wände aneinandergrenzender Domänen hintereinander ohne mechanische Bewegungen mit einem über der Platte befindlichen Sensor in Kontakt kommen. Meiers Gruppe hat nun gezeigt, dass dies in der Tat möglich ist. In ihrem Experiment benutzten die Forscher nur wenige Nanosekunden kurze Strompulse, um eine drei Mikrometer dicke Domänwand auf der Oberfläche einer Nickel-Eisen Legierung zu verschieben.
Damit dies funktionierte, mussten die Spins der Elektronen des Stroms alle in die gleiche Richtung weisen. Der Studie zufolge gelang es dadurch, die Wand mit Geschwindigkeiten von bis zu 110 Metern pro Sekunde zu bewegen – allerdings nur über kurze Distanzen. Selbst im besten Fall fuhren sich die Wände nach dem Durchlaufen einer Strecke von etwa einem Mikrometer an einer Fehlstelle der Kristalloberfläche fest. Obwohl das Konzept prinzipiell für die Herstellung einer neuen Generation magnetischer Datenspeicher vielversprechend erscheint, ist daher noch eine Menge Arbeit nötig, um für den technologischen Einsatz praktische Wandverschiebungen zu erreichen.
Physical Review Letters, Band 98, Artikel 187202
Stefan Maier
