IBM macht Molekül zu Datenspeicher

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Wissenschaftlern im IBM Forschungszentrum im schweizerischen Rüschlikon ist es gelungen, zu beweisen, dass sich einzelne Moleküle zur Speicherung von Daten nutzen lassen.

Mit Hilfe einer Methode namens ‘mechanically controllable break-junction’ konnten die Forscher einzelne Moleküle einer eigens entwickelten organischen Verbindung gezielt ansprechen und durch elektrische Impulse zwischen zwei Ladungszuständen hin- und herschalten. Die Schaltzeiten lagen im Experiment im Bereich von Mikrosekunden.

Beide Zustände sind stabil und lassen sich zerstörungsfrei auslesen, was durch wiederholtes Schreiben, Lesen und Löschen nachgewiesen wurde. Damit sind die Voraussetzungen für einen nichtflüchtigen Datenspeicher erfüllt.

“Der Hauptvorteil der Ausnutzung von Transporteigenschaften auf molekularem Maßstab ist, dass diese fundamentalen Bausteine wesentlich kleiner als heutige Halbleiter-Bauelemente sind”, sagte die leitende Forscherin Heike Riel vom IBM Rüschlikon-Labor.

Bei der derzeitigen Silizium-basierten Technologie bewege man sich mittlerweile im Bereich von 50 bis 60 Nanometer, was ungefähr einem Tausendstel eines menschlichen Haars entspräche. Durch den Einsatz von Molekularelektronik könne man den Miniaturisierungsprozess noch einmal um das Fünfzigfache auf einen Nanometer – ein Millionstel eines Millimeters – pro Molekül verbessern.

Die Technologie gilt als eine der vielversprechendsten Ansätze auf dem Weg zur Post-Silizium-Ära, die mit ihren Skalierungsmöglichkeiten langsam ans Ende gelangt. Eine Ablöse der Silizium-basierten Fertigungstechnologie von Schalter- und Speicherbausteinen ist voraussichtlich aber erst in zehn bis fünfzehn Jahren zu erwarten. Organische Moleküle seien dabei aber nur eine Möglichkeit, sagte Riel. Als weitere vielversprechende Entwicklungspfade nannte sie die Forschung mit Carbon-Nanotubes, Silizium-Nanodrähten sowie die Spintronics-Technologie.