Im Festplattensegment wird ständig nach Möglichkeiten gesucht, Festplatten mit noch höherer Datendichte herzustellen, wodurch die heute verfügbare Speicherkapazität erheblich erweitert werden kann. In jüngster Zeit sind mehrere vielversprechende Entwicklungen zur deutlichen Erhöhung der Datendichte aufgetaucht, von denen einige allmählich in das kommerzielle HDD-Segment durchsickern, obwohl diese Entwicklungen zunächst auf die Betreiber von Rechenzentren abzielen, da neue Technologien kostspielig sind, bis die Produktion in großem Maßstab ausreichend groß ist, um rentabel zu sein.
Forscher der University of Manchester und der Australian National University, die sich mit chemischen Themen befassen, haben vor kurzem die Ergebnisse ihrer neuesten Forschung auf den virtuellen Seiten der renommierten Zeitschrift Nature veröffentlicht, in der eine sehr vielversprechende Technologie beschrieben wird. Wie die Experten von Phys erläutern, werden in modernen Festplattenlaufwerken Daten gespeichert, indem Bereiche des magnetisierbaren Materials auf der Oberfläche der Festplatte magnetisiert werden, wodurch sich ihr Zustand ändert und die Datenspeicherung ermöglicht wird. Bei den derzeitigen Technologien sind mehrere Atome am Schreibprozess beteiligt und nicht ein einzelnes Molekül. Dies könnte sich jedoch in Zukunft ändern, da die Forscher mit einem neuen Verfahren experimentiert haben, bei dem die Datenaufzeichnung durch die Veränderung der Eigenschaften eines einzelnen Moleküls erfolgt.
Magnetische Einzelmolekül-Materialien sind keine neue Entdeckung mehr, aber bisher wurden sie nicht in großem Umfang eingesetzt, weil es eine große Herausforderung war, die extrem niedrigen Betriebstemperaturen zu gewährleisten, die für ihre Stabilität erforderlich sind. Daher konnten frühere Entwicklungen nicht einmal im Bereich der Datenzentren eingesetzt werden. Dies scheint sich jedoch dank der jüngsten Forschungsergebnisse zu ändern, denn die Forscher haben ein neues Molekül entwickelt. Dieses Molekül kann bereits bei 100 Kelvin eingesetzt werden, was eigentlich ziemlich extrem ist, denn das entspricht -173 Grad Celsius. Die bisherige Entwicklung benötigte für einen stabilen Betrieb eine noch kältere Temperatur von 80 Kelvin, was -193 Grad Celsius entspricht.
Eine Betriebstemperatur von -173 Grad Celsius mag auf den ersten Blick extrem schwierig zu erreichen sein, aber mit flüssigem Stickstoff kann diese Temperatur effizient erreicht werden, da sie weit unter der normalen Temperatur von flüssigem Stickstoff liegt - 77 Kelvin, also -196 Grad Celsius. Die für den Betrieb von Festplatten auf der Basis des neuen Moleküls erforderliche Temperatur lässt sich also "leichter" herstellen als die Temperatur, die für das bisherige magnetische Einzelmolekülmaterial erforderlich ist.
Welchen Vorteil könnte das betreffende Forschungsergebnis bringen? Es soll die Speicherkapazität von Festplatten im Vergleich zu heute um das bis zu 100-fache erhöhen, d.h. bis zu 3 TB Daten pro Quadratzentimeter, also etwa eine halbe Million TikTok-Videos pro Briefmarke - vielleicht eine passendere Analogie.
Das neue magnetische Material hat eine einzigartige Struktur und erfordert die Verwendung eines Seltenerdmetalls. Das Molekül besteht im Wesentlichen aus einem Dysprosium-Atom, das zwischen zwei Stickstoffatomen angeordnet ist, die wiederum eine fast gerade Linie bilden. Der Durchbruch beruht auf der Tatsache, dass frühere Versuche, diese Konfiguration zu schaffen, eine eher unregelmäßige Form hatten, während die Forscher in ihrem neuesten Experiment ein Alken verwendeten, das wie ein "molekularer Stift" wirkt und dazu beiträgt, die Molekularstruktur in einer geraden Linie zu halten.
Die Forscher sagen, dass das neue Molekül als Grundlage für weitere Entwicklungen dienen wird, von denen sie hoffen, dass sie zur Entwicklung von molekularen Magneten führen werden, die bei höheren Temperaturen arbeiten können.
