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News: Neuer Werkstoff bringt Datenspeicherung auf Zack

Japanische Forscher haben ein Material gefunden, das sehr bald die Speicherkapazität von Festplatten und Magnetbändern erheblich verbessern könnte. Die Entdeckung beruht auf einem Phänomen, das als magnetische Widerstandsänderung bezeichnet wird: das jähe Abfallen des elektrischen Widerstandes in einem Stoff, sobald dieser einem angelegten Magnetfeld ausgesetzt ist. Diese Reaktion war zuvor nur bei sehr geringen Temperaturen beobachtet worden.
Durch die magnetische Widerstandsänderung können Tonköpfe in einem Kassettenrecorder oder einem Laufwerk Daten aus dem magnetischen Muster auf dem Band oder der Diskette lesen. Sie resultiert aus einer ganz bestimmten magnetischen Eigenschaft von Stoffen – dem magnetischen Moment, einem winzigen Magnetfeld, das von den Elektronen eines Atoms erzeugt wird. In verschiedenen kristallinen Stoffen sind die magnetischen Momente ganz zufällig angeordnet, was den elektrischen Widerstand des Stoffes erhöht. Ein starkes externes Magnetfeld kann den Widerstand indes reduzieren, indem es die magnetischen Momente ausrichtet. Je größer die magnetische Widerstandsänderung eines Stoffes ist, um so kleiner braucht das magnetische Signal zu sein, auf das er reagieren kann.

Bislang wurden die stärksten Widerstandsabfälle bei äußerst niedrigen Temperaturen beobachtet. Bei der praktischen Verwendung der Materialien in alltäglichen Produkten mußten sich die Wissenschaftler dagegen mit nur ein bis zwei Prozent Widerstandsrückgang zufriedengeben. In Kristallen aus Eisenmolybdänoxid registrierte ein Team unter der Leitung von Kei-Ichiro Kobayashi vom Joint Research Center for Atom Technology in Tsukuba (Japan) jetzt einen Widerstandsabfall von zehn Prozent (Nature vom 15. Oktober 1998). Dieser trat auf, als sie das Material in einem starken Magnetfeld plazierten, und sein Wert übersteigt den in vergleichbaren Materialien festgestellten Rückgang erheblich.

Aufgrund des starken Magnetfeldes, das erforderlich ist, um den Effekt der magnetischen Widerstandsänderung zu erzeugen, ist das Material laut Kobayashi noch nicht für Verwendung in Geräten zur Datenspeicherung geeignet. Dennoch empfanden die Wissenschaftler die Ergebnisse als ermutigend. "[Der veränderte Widerstand] ist schon eine gewaltige Wirkung", bemerkt Sang-Wook Cheong, Physiker der Rutgers University. "Der Widerstandsabfall des Oxids bei Zimmertemperatur wird", so prophezeit er, "zu weiteren Forschungsarbeiten an [ähnlichen] Werkstoffen führen." Ferner, so fügt Cheong hinzu, ist die Möglichkeit, die Erkenntnisse in verbesserte Plattenspeicherung und Magnetsensoren umzuwandeln, "sehr realistisch."

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