Die Molekül-Festplatte

Riesenmagnetowiderstand in einzelnen Molekülen gemessen - Grundlage für nichtflüchtige Arbeitsspeicher

Moleküle für Datenspeicher
Moleküle für Datenspeicher

Karlsruhe - Festplatten können sich heute tausende Gigabyte an Daten merken. Die Grundlage dafür legte der deutsche Nobelpreisträger Peter Grünberg, als er 1988 den Riesenmagnetowiderstand entdeckte. Dabei ändern millionstel Millimeter dünne Schichten in Abhängigkeit eines Magnetfelds ihren elektrischen Widerstand. Den gleichen Effekt, der zur Speicherung großer Datenmengen genutzt wird, beobachteten deutsche und französische Wissenschaftler nun an einem einzelnen Molekül. Diese Entdeckung, über die sie in der Fachzeitschrift "Nature Nanotechnology" berichten, könnte zu noch kleineren und leistungsfähigeren "Molekül-Festplatten" führen.

"Wir demonstrierten den Riesenmagnetowiderstand an einem einzelnen, unmagnetischen Wasserstoff-Phthalocyanin-Molekül", schreiben Stefan Schmaus und seine Kollegen vom Karlsruher Institute für Technologie (KIT). Bei diesem organischen Molekül handelt es sich um einen blauen Farbstoff, der sonst in Kugelschreiberminen genutzt wird. In ihrem komplexen Versuchsaufbau konnten die Forscher das Molekül zwischen zwei magnetische Elektroden einklemmen. Abhängig von den steuerbaren Magnetfeldern änderte sich der elektrische Widerstand des Moleküls stark um bis zu 60 Prozent. Verantwortlich dafür ist die Schaltbarkeit der elektronischen Struktur des Moleküls. Und genau diese Eigenschaft könnte sich zur Speicherung von digitalen Daten eignen.

Bis zu einer Molekül-Festplatte ist der Weg allerdings noch sehr weit. Denn sowohl die Präparation der Molekül-Probe als auch die Messung von Magnetisierung und elektrischem Widerstand ist heute noch sehr aufwändig. Doch das Ergebnis zeigt, dass im Prinzip ein einziges Molekül zur Speicherung eines Datenbits ausreicht. Zudem stehen die Chancen nicht schlecht, mit solchen Molekülen sogar digitale Daten berechnen und damit einen nichtflüchtigen Arbeitsspeicher, so genannte MRAMs, bauen zu können.