Mechanische Datenspeicherung per Tausendfüssler

Der Markt für neue Datenspeicher-Produkte ist immens. Nicht verwunderlich daher, dass der Kampf um die nächste Generation von Festplatten bereits lanciert ist. Das IBM-Forschungslabor in Rüschlikon etwa versucht den Durchbruch mit einem Tausendfüssler. Die Daten werden mit Hilfe eines 1024 Spitzen umfassenden Kraftmikroskops in eine entsprechende Oberfläche geritzt – daher der Name Millipede. Ein Loch steht für eine Eins, kein Loch für eine Null – fertig ist der binäre Code. Mit demselben Mikroskop, mit dem die Daten mechanisch eingeritzt werden, können sie auch wieder gelesen werden. Die IBM-Forscher erhoffen sich von dieser Technologie eine bis zu zehnfache Vergrösserung im Vergleich zu herkömmlichen Speichermedien.

Statt Löcher rot-blaue Farbe

Auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Empa suchen nach dem Schaltelement für das Speichermedium der Zukunft. In einem gemeinsamen Projekt mit der ETH Zürich erforschen sie die Nutzung der mechano-optischen Eigenschaften so genannter Langmuir-Blodgett-Filme (LB-Filme) aus Polydiacetylen (PDA). Diese Filme wechseln bei mechanischer Belastung die Farbe von Blau auf Rot. Einzelne isolierte Filmeinheiten könnten deshalb als Schaltelemente dienen, wobei die Speicherung der Information in rot-blauen Farbmustern vorgenommen würde. Der farbige Binärcode liesse sich dann mit Hilfe von optischer Nahfeldtechnologie auslesen. Die supramolekulare Struktur, aus der das Schaltelement aufgebaut ist, hat eine minimale Ausdehnung von ca. 550 nm und liegt somit im Bereich von optischen Wellenlängen.

Chemische Flexibilität macht geringe Speicherkapazität wett

Die gegenwärtig erreichbare Speicherdichte liegt beim Empa-System bei 0.9 Mbits/cm². Im Vergleich dazu erreichen heutige Speichermedien auf Siliziumbasis einen Wert von 0.9 Gbits/cm². Ein beachtlicher Unterschied. Doch unser Ziel ist es, nicht die etablierte Siliziumtechnologie zu konkurrieren, sondern ein System zu entwickeln, das die Flexibilität des organisch-chemischen Aufbaus des Nanoschalters nutzt, um ihn entsprechend seines Einsatzgebietes zu optimieren. Anwendungen sind denkbar in den Bereichen der molekularen Erkennung, der Sensortechnologie sowie beim Einsatz unter speziellen Bedinigungen, z.B. in biologischer oder chemisch aggressiver Umgebung.

Ansprechperson

Dr. Beat Keller, Abteilung Organische Chemie, Tel. +41 1 823 46 52, E-mail: beat.keller@empa.ch

E. Geiger, P. Hug, B.A. Keller: Chromatic Transitions in Polydiacetylene Langmuir-Blodgett Films due to Molecular Recognition at the Film Surface Studied by Spectroscopic Methods and Surface Analysis. Macromol. Chem. Phys. 203, No. 17 (2002)

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