Ein internationales Team aus russischen und japanischen Wissenschaftlern hat einen Werkstoff entwickelt, der die Aufzeichnungsdichte von Datenspeichergeräten wie SSDs und Flashlaufwerken erheblich erhöhen soll. Einer der zahlreichen Vorteile dieses Materials ist, dass es kein Rewrite-Limit gibt, wodurch die Entwicklung neuer, robuster Geräte für Big Data-Anwendungen ermöglicht wird.

Bei herkömmlichen Speichergeräten handelt es sich um Vorrichtungen, die Informationen durch elektrischen Strom übertragen. Das einfachste Beispiel dafür sind Flash Cards oder SSD. Dabei gibt es, selten, aber doch, Probleme bei der Datenaufzeichnung entweder durch Computerprobleme oder der Datenmenge. „Spintronik“ stellt eine vielversprechende Alternative zur Elektronik dar, bei der die Vorrichtungen den Prinzipien der magnetoresistiver Effekte unterliegen: es gibt drei Schichten im Speichermedium, von denen die erste und dritte Schicht ferromagnetisch sind, während die mittlere nichtmagnetisch ist. Wenn Elektronen solch eine "Sandwich"-Struktur durchqueren, werden sie entsprechend ihres Spins auf unterschiedliche Weise auf die magnetisierten Randschichten verteilt, was sich auf den daraus resultierenden Widerstand des Geräts auswirkt. Die Kontrolle der Informationen der standardmäßigen logischen Bits 0 und 1, kann durch die Feststellung einer Zunahme oder Abnahme dieses Widerstands erfolgen.

Ein internationales Team aus Wissenschaftlern der National University of Science and Technology MISIS (Russland) sowie des National Institute for Quantum and Radiological Science and Technology QST (Japan) hat einen Werkstoff entwickelt, der die Leistungsfähigkeit magnetischer Speicher durch die Erhöhung der Aufzeichnungsdichte erheblich steigern kann. Die Wissenschaftler nutzten eine Kombination aus Graphen sowie der halbmetallischen Heusler-Legierung Co2FeGaGe. "Erstmals züchteten Kollegen aus Japan eine aus einem Einzelatom bestehende Graphenschicht auf einem Layer, der aus einem halbmetallischen ferromagnetischen Werkstoff besteht und haben ihre Eigenschaften gemessen. Das von Seiji Sakai geleitete japanische Team führt Experimente durch, während unsere Gruppe mit der theoretischen Beschreibung der erhaltenen Daten beschäftigt ist. Unsere Teams arbeiten seit vielen Jahren zusammen und konnten schon mehrere wichtige Ergebnisse erzielen", so Pavel Sorokin, Leiter des "Theoretical Materials Science of Nanostructures"-Infrastrukturprojekts am MISIS-Laboratorium für anorganische Nanomaterialien.

Zuvor wurde Graphen nicht für magnetische Speichergeräte verwendet, da Kohlenstoffatome mit der Magnetschicht reagierten, was zu Veränderungen seiner Eigenschaften führt. Die Auswahl der Heusler-Legierungszusammensetzung sowie ihrer Anwendungsmethoden ermöglichte aber die Erstellung eines dünneren Musters. Auf diese Weise wird die Leistungsfähigkeit magnetischer Speichergeräte erhöht, ohne dass diese an Größe zunehmen.



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