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Samstag, 25.11.2017
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Spinspiralen für Rechner der Zukunft

Magnetische Eisenketten sollen Daten transportieren

Kein Kunstwerk, sondern die magnetische Ordnung von Ketten aus gelb-roten Eisenatomen auf einer Iridiumoberfläche ist hier zu sehen. Aufgenommen wurde dieses Bild mit einem Rastertunnelmikroskop mit magnetischer Spitze. Solche Anordnung von Eisenketten wollen Forscher aus Jülich, Hamburg und Kiel nutzen, um zukünftig Computerdaten im Nanobereich schnell, robust und energiesparend zu transportieren.

„Spinspiralen“ nennen die Forscher die spiralförmige Anordnung der magnetischen Eigenschaften (Spins) in Ketten aus Eisenatomen, die sie für ihre Experimente in Doppelreihen auf einer Iridiumoberfläche platziert haben. Es ist das erste Mal, dass Forscher eine solche Ordnung in einer atomaren Kette Atom für Atom beobachtet haben. „Stellen Sie sich eine Spinspirale wie eine Schraube vor“, erläutert Yuriy Mokrousov vom Jülicher Institute of Advanced Simulation. „Wenn Sie den Kopf der Schraube packen und drehen, pflanzt sich diese Drehung bis zur Spitze fort. Das heißt, Sie können die Stellung des Schraubenkopfs erkennen, wenn Sie die Position der Spitze kennen.“

Stark vereinfacht stellt dieser Vergleich dar, wie die Spinspiralen zukünftig Daten transportieren sollen: Verbindet man sie an einem Ende mit einem magnetisierten Objekt, lässt sich am anderen Ende, wenige Atome und bis zu 30 Nanometer entfernt, dessen magnetische Ausrichtung ablesen. So könnte man zukünftig Daten dichter komprimieren und über die Spinspiralen auslesen. „Besonders interessant“, sagt Stefan Blügel, Direktor am Institute of Advanced Simulation und am Peter Grünberg Institut, „ist dabei die Tatsache, dass der Drehsinn der atomaren Schraube, den wir in der Fachsprache Chiralität nennen, sehr stabil ist auch bei relativ warmen Temperaturen.“ Die Forscher haben das System bei bis zu 100 Kelvin untersucht.