Seit geraumer Zeit ist die Entwicklung von Datenspeichern in einer Sackgasse. Die Kapazitäten vorhandener Technologien wie Magnetspeicher sind weitgehend ausgereizt, neue Formen wie Flash-Speicher und SSD haben mit Hindernissen wie hohen Produktionskosten zu kämpfen und Alternativen sind nicht in Sicht. Jetzt haben Forscher eine Möglichkeit entwickelt, einzelne Moleküle zu nutzen. Doch ist die neue Methode auch massentauglich und wie sieht es mit der Datensicherheit aus?
Zuverlässige Lösungen für neue Entwicklungen fehlten
Es sind immer dieselben Probleme, mit denen die Forscher zu tun haben: Festplatten auf dem Prinzip von Magnetspeichern sind durch ihre rotierende Scheibe störungsanfällig und eignen sich nur eingeschränkt für extreme Witterungen. Bislang erhältliche Flash-Speicher sind zwar robuster, im Preis aber nicht konkurrenzfähig – zudem leiden sie schnell unter Verschleiß. Dieser macht es notwendig, schon jetzt 30 % der Kapazitäten als Reserve für Ausfälle und fehlerhafte Speicherbereiche frei zu halten. Darüber hinaus ist bei beiden Technologien die Grenze der physikalischen Möglichkeiten erreicht – eine Vergrößerung des Speichers lässt sich bei Festplatten nur durch zusätzliche Magnetscheiben ermöglichen. Schottische und spanische Forscher scheinen nun einen Durchbruch erzielt zu haben. Es gelang ihnen, einzelne Moleküle mit einer Ladung auszustatten, die sich für die Speicherung von Informationen nutzen lässt.
Neue Verbindungen erlauben eine höhere Datendichte
Bisher werden in Flash-Speichern Metall-Oxid-Halbleiter (MOS) eingesetzt. Die minimale Größe beträgt bei diesen Verbindungen 10 nm für eine Speicherzelle. Das europäische Team hat stattdessen bei seinen Versuchen Polyoxometallate (POM) verwendet. Hierbei handelt es sich um zwei Moleküle, die in einem Gitternetz aus Wolframoxid gefangen sind und durch diese von ihrer Umgebung isoliert werden. Durch das Anlegen einer Spannung können die Moleküle von einem Ladezustand in einen anderen versetzt werden und behalten diesen über einen langen Zeitraum bei. Dadurch kann die räumliche Größe für eine Information auf nur 1 nm gesenkt werden. Bis zur Serienreife müssen aber noch einige Hindernisse überwunden werden. So sind die 20 Volt Spannung, die für eine Änderung der Ladung erforderlich ist, noch zu hoch für konventionelle Hardware.
Eine Massenfertigung ist problemlos möglich
Einer der Vorteile der neuen Flash-Speicher ist, dass sich für die Herstellung bereits vorhandene Fertigungsanlagen nutzen lassen. Dadurch erlauben die POM-Speicher eine kurzfristige Umstellung ohne hohe Investitionskosten und werden für die Industrie interessant. Es ist deshalb davon auszugehen, dass die Technologie schnell auf vorhandene Produkte wie Smartphones, SSD und Tablet PC übertragen werden dürfte, falls die aktuell durchgeführten Tests positive Ergebnisse liefern.
Bild: Thinkstock, iStock, Brian Jackson
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