Go to Top

Mit Ionen Daten speichern

Ionischer Datenspeicher

An der Christian-Albrechts-Universität in Kiel und der Ruhr-Universität Bochum wurde ein neuartiger Informationsspeicher entwickelt, bei dem Ionen zur Speicherung und Elektronen zum Lesen von Daten benutzt werden. Einer der Vorteile: Die Größe einer Speicherzelle könnte bis in atomare Dimensionen verringert werden.

Heutige Speichermedien basieren auf der Tatsache, dass Elektronen durch Anlegen einer Spannung verschoben werden können. Allerdings stößt die Verkleinerung mehr und mehr an die physikalischen Grenzen, daher wollen Wissenschaftler nicht weiter an ladungsbasierten Speichern forschen, ihr Interesse liegt bei Speichermöglichkeiten, die auf dem elektrischen Widerstand beruhen. Auch in Kiel und Bochum geht die Forschung in diese Richtung. Dort wird an Speicherelementen gearbeitet, die aus zwei metallischen Elektroden bestehen, die durch einen Festkörperionenleiter (hier ein Übergangsmetalloxid), getrennt sind. Beim Anlegen einer Spannung ändert sich der ohmsche Widerstand der Zelle, wofür Oxidations- und Reduktionsprozesse an den Elektroden und die Verschiebung von Ionen innerhalb des Festkörperionenleiter sorgen. Da der Ionenleiter nur wenige Nanometer dick ist, können sich Elektronen dank des quantenmechanischen Tunneleffekts mit extrem geringem Energieaufwand durch die Trennschicht bewegen. Solcherart aufgebaute Zellen sind leicht herstellbar und können fast bis auf die Größe von Atomen verkleinert werden.

Da Elektronen rund tausend Mal leichter sind als Ionen bewegen sie sich einfacher beim Anlegen einer externen Spannung. Konkret bedeutet das, dass sich Ionen innerhalb der Speicherzelle bei Spannungen über einem Volt bewegen, Elektronen dagegen bei Spannungen, die weit unter einem Volt liegen. Auf diese Weise wollen die Wissenschaftler Ionen zum Speichern von Daten benutzen, die Elektronen zum Auslesen der Daten.