Physik:Schweizer Forscher entwickeln Magneten aus nur einem Atom
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Die Erfindung könnte ein wichtiger Schritt in der Entwicklung besonders kompakter Festplatten sein.
Von Christian Endt
Schweizer Physikern ist es erstmals gelungen, einen stabilen Magneten zu bauen, der nur aus einem einzigen Atom besteht. Das könnte ein wichtiger Zwischenschritt in der Entwicklung besonders kompakter Datenspeicher sein.
Viele Speichertechnologien beruhen auf Magnetismus, etwa die in den meisten Computern verbauten Festplatten. Je kleiner die dabei verwendeten Bauteile sind, desto mehr Informationen lassen sich auf wenig Raum speichern. Dabei werden die Bauteile in bestimmte magnetischen Zustände versetzt. Mit diesen Zuständen kann die zu speichernde Information codiert werden.
Wichtig ist, dass der magnetische Zustand auf Dauer gleich bleibt - sonst geht die Information verloren. Sehr kleine Magnete, die nur aus wenigen Atomen oder Molekülen bestehen, sind besonders anfällig für äußere Einflüsse, die den Magnetzustand ändern. Dadurch waren dem Bau solch kleiner Magnete bisher Grenzen gesetzt. Um diese Grenzen auszuloten, arbeiten Physiker mit sehr geringen Temperaturen, bei denen die Störprozesse weitgehend zum Erliegen kommen.
Einzelne Atome des Metalls Holmium
Als einer der größten Erfolge galt bisher der Bau eines Magneten aus einer Kette von Eisenatomen. Dessen Zustand bleibt über mehrere Stunden stabil - allerdings nur bei einem halben Grad über dem absoluten Nullpunkt von - 273 Grad Celsius.
Einem Team der beiden Eidgenössischen Technischen Hochschulen in Lausanne und Zürich gelang nun ein Fortschritt, über den die Forscher in der Fachzeitschrift Science berichten. Sie verwendeten einzelne Atome des Metalls Holmium, das zu den Seltenen Erden gehört, und trugen sie auf eine dünne Schicht Magnesiumoxid auf. Dabei gelang es ihnen, bei zehn Grad über dem absoluten Nullpunkt den magnetischen Zustand für 25 Minuten konstant zu halten. Für kurze Zeit zeigten die Holmium-Atome sogar bei 30 Grad über dem absoluten Nullpunkt magnetische Eigenschaften.