Bits und Bytes im Chloratomgitter

Eine 500-fach bessere Speicherdichte als bei den besten derzeit erhältlichen Datenspeichern haben Wissenschaftler der Technischen Universität in Delft mit Chloratomen erreicht.

Theoretisch würde diese Speicherdichte erlauben, alle Bücher, die Menschen je geschaffen haben, auf eine einzelne Briefmarke zu schreiben. Lücken in einem Chloratomgitter auf einer Kupferoberfläche dienen dabei der Speicherung von Bits und Bytes.Die Forscher nutzten die Eigenschaft von Chloratomen, sich auf einer flachen Kupferoberfläche selbstständig zu einem zweidimensionalen Gitter anzuordnen. Indem sie weniger Chloratome bereitstellten als für die komplette Bedeckung notwendig wären, schufen sie Lücken im Gitter, sogenannte Vakanzen. Aus einer Lücke und einem Chloratom setzten sie ein Bit zusammen, die kleinste Speichereinheit: In der Draufsicht bedeutet «Vakanz oben, Atom unten» eine Null; «Atom oben, Vakanz unten» heißt Eins. Um Daten speichern zu können, müssen die Wissenschaftler die Atome mit einem Rastertunnelmikroskop bewegen. Fließt durch die Messspitze ein Strom von etwa einem Mikro-Ampere, lässt sich damit ein Chloratom hin zu einer Lücke bewegen.Mittlerweile haben die Forscher den Prozess weitgehend automatisiert: Computergesteuert schiebt das Rastertunnelmikroskop die Atome so lange von Lücke zu Lücke, bis die Bit-Felder entstehen. Um das Chloratomgitter stabil zu halten, ist jedes Bit von Chloratomen begrenzt – die Bits liegen also nicht direkt nebeneinander.Derzeit dauert das Auslesen eines 64-Bit-Blocks noch etwa eine Minute, das Schreiben zwei Minuten. Zudem funktioniert das ganze Verfahren nur bei einer Temperatur von minus 196 Grad Celsius. Die alltägliche Speicherung von Daten auf atomarer Skala ist daher noch weit entfernt.

9.8.16

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