Alternative zu Lasern in zukünftigen HDDs

Um dem stetig wachsenden Speicherbedarf unserer Informationsgesellschaft Rechnung zu tragen, wird fieberhaft nach neuen Speichertechnologien gesucht. Forscher der Universität Chicago und des University College in London haben nun eine mögliche Alternative zum Einsatz von Lasern in zukünftigen Festplatten entdeckt.

Bei der Erhöhung der Datendichte von Festplatten stößt man ab einem gewissen Punkt unweigerlich an eine Grenze, an der die zum Speichern eines Bits benutzten Teilchen zu klein werden. Die Empfindlichkeit der Teilchen gegen thermische Anregung wird so groß, dass sie leicht ihre ferromagnetischen Eigenschaften verlieren können – der superparamagnetische Effekt setzt ein, wodurch es zu spontanen Datenverlusten kommen kann, da die Teilchen keine bleibende Magnetisierung mehr halten können. Je leichter sich die Magnetisierung von Materialien ändern lässt, desto früher setzt beim Erhöhen der Datendichte der superparamagnetische Effekt ein. Um die Teilchengröße weiter zu verkleinern, das heißt die Speicherdichte zu erhöhen, benötigt man daher Materialien mit hoher magnetischer Anisotropie, die eine stabilere Magnetisierungsrichtung aufweisen. Im Umkehrschluss heißt dies aber auch, dass mehr Energie zum Schreiben von Daten auf den Datenträger benötigt wird, was beim Lesen zwar erwünscht ist, beim Schreiben jedoch ein Hindernis darstellt.

In den letzten Jahren forschten die Festplattenhersteller daher am sogenannten Heat Assisted Magnetic Recording (HAMR), bei dem die Oberfläche des Datenträgers in einem wenige Nanometer großen Bereich vor dem Schreiben mit einem winzigen Laser erhitzt und erweicht wird. Neben der höheren Komplexität des Schreibkopfes bereitet dabei aber beispielsweise auch das verdampfende Schmiermittel Probleme. Der neue und im Prinzip weniger komplizierte Ansatz der Forscher basiert nun auf einem quer zur bevorzugten Magnetisierung der Teilchen verlaufenden Magnetfeld unter Ausnutzung des sogenannten Tunneleffekts und bewirkt einen ähnlichen Effekt wie das Erwärmen des Materials, allerdings bei konstanter Temperatur. Bisher funktioniert die neue Methode nur bei sehr tiefen Temperaturen. Da die entdeckten Prinzipien jedoch allgemeingültig seien, gehen die Forscher davon aus, sie mit entsprechenden Materialien wie Eisen-Platin-Legierungen auch bei Raumtemperatur nutzen zu können.