Auf dem Weg zu neuen Speichermedien

Massimiliano Cavallini vom National Research Council (CNR) in Bologna und Mario Ruben vom Forschungszentrum Karlsruhe ist es gelungen, verlässliche Nanomuster einer so genannten Spinübergangsverbindung auf Siliciumoxid-Chips herzustellen. Dies sei ein entscheidender Schritt auf dem Weg zu neuen molekularen Speichermedien, bei denen binäre Daten durch das "Umschalten" von Elektronenspins gespeichert werden.

Für einen Datenspeicher werden nicht nur zwei unterscheidbare Zustände für 0 und 1 gebraucht, sondern auch eine eindeutige Adresse für jede Speicherzelle. Dafür ist eine Schnittstelle notwendig, die die nanoskopischen Spinzustandsübergänge der molekularen Schalteinheiten mit der mikroskaligen Geräteumgebung in Einklang bringt. Dies kann gelingen, wenn die Spinübergangsverbindung in eine hochgeordnete Mikro- und Nanostruktur gebracht werden kann.

Eisen(II)-Verbindungen können in einem hohen und einem niedrigen Spinzustand vorliegen. Mit mikro- und nanolithografischen Methoden gelang es dem Team, einen neutralen Eisen(II)-Komplex in Form feinster Linien auf einen Silizium-Wafer zu "drucken". In einem Selbstorganisationsprozess richten sich die Nanokristalle dabei in einer bevorzugten Orientierung entlang der Linie aus.

Außerdem konnten die Forscher das Muster einer bespielten CD in einen Film der Eisenverbindung übertragen. Das beweise zum ersten Mal die Möglichkeit, mit einer Spinübergangsverbindung lesbare logische Muster zu erzeugen, so die Forscher. Um die Streifenstrukturen technologisch nutzbar zu machen, muss der Umschaltvorgang an Raumtemperaturbedingungen angepasst werden. Die Arbeiten dazu sollen sich schon in einem fortgeschrittenen Stadium befinden. (dsc)