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12 Atome zur Speicherung eines magnetischen Bits

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12 Atome zur Speicherung eines magnetischen Bits

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Wie viel braucht es, um ein Bit an Information magnetisch zu speichern? Die Antwort von IBM: 12 Atome. Forscher des IBM Almaden Research Centers in Kalifornien konnten erstmals zeigen, dass ein Bit – die Grundspeichereinheit in der Informationstechnologie – in nur zwölf Atomen gespeichert werden kann. Heute übliche Festplatten benötigen für ein Bit ungefähr eine Million Atome. Die Forschungsarbeit, die in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins Science veröffentlicht wurde, zeigt das Potenzial für magnetische Datenspeicherung in atomarem Maßstab mit Speicherkapazitäten, die bis zu 100 Mal größer sind als bei heutigen Festplatten.

Die Forscher nutzten für ihre Experimente ein Rastertunnelmikroskop bei tiefen Temperaturen, um das Bit Atom für Atom zu „konstruieren“. Sie haben zudem acht Bits aus je zwölf Eisenatomen nebeneinander angeordnet und nacheinander die Buchstaben T-H-I-N-K, ein zentrales IBM-Motto, deren digitaler Repräsentation in diesem Bit gespeichert und mit dem Rastertunnelmikroskop abgebildet.

Eine große Herausforderung, um magnetische Datenspeicherung bis auf die Größenordnung einzelner Atome zu skalieren, bestand in der starken Wechselwirkung zwischen den Bits auf atomarer Ebene, die gezielt kontrolliert werden müssen.

Die Forschungsarbeit: „Bistability in atomic-scale antiferromagnets“; Sebastian Loth, Susanne Baumann, Christopher P. Lutz, D.M. Eigler, Andreas J. Heinrich; „Science“, Bd. 335, S. 196, DOI: 10.1126/science.1214131

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