Durch Erhöhung der Speicherdichte kann nicht nur Material eingespart werden, sondern auch Strom: Bei konventionellen Festplatten dreht sich eine Scheibe mit dem magnetischem Speichermedium unter dem Schreib-/Lesekopf. Bei höherer Speicherdichte liegen die Bits im Speichermedium dichter zusammen, sodass weniger Energie für die Festplattenrotation benötigt wird.

Seit einigen Jahren wird der Einsatz magnetischer Nanopartikel als Speichermedium vorbereitet. Dabei wird ein Bit durch die Magnetisierungsrichtung eines einzelnen Nanopartikels repräsentiert. Speicherdichten im Bereich Tbit/cm2 können so erreicht werden.

Eine wesentliche Anforderung an das Material ist dabei, dass die Richtung der Magnetisierung, also die gespeicherte Information, über 10 Jahre stabil sein soll - wenn die Information nicht überschrieben wird. Auf der Nanoskala erfüllen nur wenige Materialien diese Bedingung und der Verzicht auf Elemente der sogenannten Seltenen Erden schränkt die Auswahl weiter ein. Ein Ziel unserer Arbeit ist es, die aussichtsreichsten prototypische Systeme zu identifizieren.

Für ein stromloses Schreiben der Information wurden magnetoelektrische Materialien vorgeschlagen. Aufgrund vieler Kombinationsmöglichkeiten erscheinen insbesondere Nanokomposite aus einer magnetostriktiven und einer piezoelektrischen Komponente besonders geeignet. Magnetostriktiv heißt, dass das Aufmagnetisieren des Materials zu einer Längenänderung führt ist und umgekehrt. Piezoelektrisch bedeutet, dass die Längenänderung mit einer elektrischen Spannung verknüpft ist. 

Wird nun das magnetostriktives Material als Speichermedium in eine piezoelektrische Matrix eingebettet, so kann durch Anlegen einer elektrischen Spannung durch die Verzerrung der Matrix die Magnetisierung beeinflusst werden - wenn die Kopplung zwischen den Komponenten stark genung ist.

Diese Kopplung zu untersuchen ist Teil unserer Forschungsarbeit.

Pressemitteilung: Duett auf Nano-Art