Ein in der Studie verwendeter Kristall lädt sich unter UV-Licht auf. Das vom Zhong-Labor entwickelte Verfahren könnte bei einer Vielzahl von Materialien eingesetzt werden und die starken, flexiblen optischen Eigenschaften der Seltenen Erden nutzen. (Bild: Zhong Lab)
Forschende der University of Chicago haben eine Methode entwickelt, um klassische Computerspeicherung in Kristalldefekten zu realisieren. Durch gezielte Manipulation dieser atomaren Lücken konnten sie eine hochdichte Speicherlösung schaffen, die Terabytes an Daten in einem Millimeter großen Materialwürfel speichert.
Wie funktioniert die Datenspeicherung in Kristalldefekten?
In herkömmlichen Speichern werden Daten durch elektrische Ladungen oder optische Markierungen dargestellt. Das neue Verfahren nutzt winzige Defekte in Kristallen, also Stellen, an denen Atome fehlen. Diese Defekte können elektrische Ladungen speichern, wodurch sie als Speicherzellen für digitale Informationen fungieren.
Welche Rolle spielen seltene Erden in diesem Verfahren?
Um die Defekte gezielt zu aktivieren, wurden Kristalle mit seltenen Erden wie Praseodym dotiert. Durch Bestrahlung mit UV-Licht setzen diese Materialien Elektronen frei, die sich in den Defekten des Kristallgitters einlagern. Dieser Prozess ermöglicht eine optische Kontrolle der gespeicherten Informationen.
Welche Vorteile bietet diese Technologie?
Die Speicherdichte dieses Verfahrens übertrifft herkömmliche Speichermedien bei Weitem. Innerhalb eines Millimeter großen Kristallwürfels konnten Milliarden von Speicherzellen realisiert werden. Zudem nutzt das Verfahren optische Methoden zur Datenspeicherung, wodurch es potenziell energieeffizienter ist als herkömmliche elektronische Speicherlösungen.
Welche Anwendungen sind denkbar?
Die Technologie könnte für neue Mikroelektronik-Anwendungen genutzt werden, insbesondere in Bereichen, die hochdichte und langlebige Speichermedien erfordern. Zudem zeigt die Forschung das Potenzial von Quantenmethoden für die Optimierung klassischer Computerspeicher.
Der Autor: Dr. Martin Large
Aus dem Schoß einer Lehrerfamilie entsprungen (Vater, Großvater, Bruder und Onkel), war es Martin Large schon immer ein Anliegen, Wissen an andere aufzubereiten und zu vermitteln. Ob in der Schule oder im (Biologie)-Studium, er versuchte immer, seine Mitmenschen mitzunehmen und ihr Leben angenehmer zu gestalten. Diese Leidenschaft kann er nun als Redakteur ausleben. Zudem kümmert er sich um die Themen SEO und alles was dazu gehört bei all-electronics.de.