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Wissenschaftler an der amerikanischen Brown University und an den Sandia National Laboratories haben neuartige Nanopartikel entwickelt, die die Speichermenge von Festplatten der nächsten Generation deutlich erhöhen könnte. Dabei kommen neue Produktionsverfahren zur Herstellung von Nanoröhren und Nanodrähten aus einem Eisen-Platin-Material zum Einsatz, das Magnetspeichermedien eine höhere Datendichte ermöglichen soll. Derartige Lösungsansätze sind gefragt: Die konventionelle Festplattentechnik dürfte sehr bald an ihre natürlichen Grenzen stoßen.
Festplattenlaufwerke speichern Informationen in kleinen Sektoren aus magnetisierten Partikeln, die aus Kobalt-, Platin- und Chromlegierungen hergestellt werden. Um mehr Informationen auf gleichem oder sogar kleinerem Raum unterzubringen, müssen diese Sektoren immer kleiner werden. Das Problem dabei: Je kleiner die Partikel aus diesen traditionellen Materialien werden, desto unzuverlässiger erhalten sie ihre magnetische Ausrichtung bei Betriebstemperatur. Dadurch können die gespeicherten Daten verloren oder beschädigt werden. Experten gehen daher davon aus, dass die aktuelle Festplattentechnologie trotz Verbesserungen in den letzten Jahren ab 2010 kein Speicherwachstum mehr verspricht.
Um das aktuelle Niveau zu halten oder gar zu steigern, untersuchen Forscher derzeit neue Materialien für Magnetspeichermedien. Schließlich wird der Bedarf nach Speicherplatz für immer mehr Multimedia-Dateien in den nächsten Jahren weiter stark zunehmen. Eisen-Platin-Kombinationen gelten als interessanter Kandidat, weil bekannt ist, dass einzelne Partikel des Materials ihre magnetische Ausrichtung auch noch im Nanobereich beibehalten. Daraus gefertigte Nanodrähte und Nanoröhren lassen sich außerdem zumindest potenziell kontrolliert ausrichten – sie zeigen dann die gleiche Orientierung. Ließen sich Eisen-Platin-Partikel mit entsprechenden Spezifikationen herstellen und in Magnetspeichermedien nutzen, könnte dies die Speicherdichte nochmals deutlich erhöhen: "Um einen Faktor von 10", meint Seth Darling, der Magnetmaterialien an den Argonne National Laboratories erforscht.
Im Mai legten Forscher an den Sandia National Laboratories erstmals Daten darüber vor, wie sich Nanodrähte und Nanoröhren auf Eisen-Platin-Basis herstellen lassen. Problematisch war dabei allerdings noch die Ausrichtung der Partikel. "Der perfekte Zustand wäre es, wenn sich die Röhren in eine Richtung ausrichten würden – und zwar in Bündeln", meint Hongyou Fan, einer der beteiligten Sandia-Forscher. Davon träume die Industrie bereits. Fans Brown-University-Kollege Shouheng Sun will hier helfen können: Sein Forscherteam berichte vor kurzem, dass es im Experiment Eisen-Platin-Nanoröhren und -Nanodrähte deutlich kontrollierter synthetisieren konnte, als dies bislang möglich war. Wären Form und Zusammensetzung wählbar, ließen sich Partikel prodzieren, die sich selbständig korrekt ausrichten.
Stellschraube bei Suns Versuchen waren verschiedene Konzentrationen eines oberflächenaktiven Stoffs, sprich: eines Tensids, das die Oberflächenspannung und die Löslichkeit der Nanolösung bestimmte. Je höher der Tensidanteil wurde, desto geringer wurde die Oberflächenspannung und umso länger wurden auch die Nanodrähte, die sich herstellen ließen. Daraus ergaben sich Röhren und Drähte mit Längen zwischen 20 und 200 Nanometern und einer Eisenkonzentration von 45 bis 55 Prozent.
Die Form der Partikel muss jedoch noch optimiert werden: Sun hofft, sie eher wie Bausteine als wie Drähte aussehen zu lassen, so dass sie praxistauglicher für Magnetspeicher würden. Die Ausrichtung scheint laut dem Forscher schon recht gut zu funktionieren. Ein vollständiges paralleles Muster wurde jedoch noch nicht erzielt.
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