Forschung: Mit Nanokristallen und Laserblitzen zur PByte-HDD

An den Unis of South Australia und Adelaide forschen Experten an der neuen Super-Festplatte. Die HDD der Zukunft soll PByte-Kapazitäten erreichen und auf einem photonischen Prinzip basieren. Dabei werden Nanokristalle mit Laserblitzen dazu gebracht Informationen zu speichern. Gleichzeitig soll der neue Datenspeicher sehr energieeffizient sein.

Xuanzhao Pan und und Dr. Nicolas Riesen im Zukunfts-Laserlabor der University of Adelaide (Bild: Elizaveta Klantsataya).Die Festplatte der Zukunft arbeitet mit Laserblitzen und arbeitet mit Lichtspeichern, anstelle von winzigen Magneten. Jedenfalls, wenn es nach den Forschern der University of South Australia und der University of Adelaide geht. Hier wird an neuartigen Datenspeichern getüftelt, die aus nanometerkleinen Kristallen bestehen. Die neuen photonischen Speicher sollen nicht nur eine Kapazität im PByte-Bereich bieten, sondern auch äußerst energieeffizient sein, da der Laser zum Schreiben nur wenig Leistung benötigt.

Projektleiter Dr. Nicolas Riesen von der University of South Australia, begründet den Bedarf an neuen Datenspeichern mit einem weiter steigenden Datenmengen wegen der Nutzung sozialer Netzwerke, von Daten-Clouds und Smartphones. Herkömmliche Datenspeicher stoßen seiner Ansicht nach bald an ihre Grenzen. »Wir leben in einem Zeitalter, in dem es darum geht, hunderte TByte oder gar PByte abzuspeichern«, sagt Riesen. »Da bieten sich optische Techniken an.«

Die Speichertechnik, die Riesen zusammen mit seinem Doktorand Xuanzhao Pan entwickelt, basiert auf Nanokristallen, die die Fähigkeit haben, Licht zu emittieren. Das heißt, sehr kurze Laserblitze verändern die fluoreszierenden Eigenschaften dieser Kristalle, sodass die digitalen Informationen »Null« und »Eins« gespeichert werden können. Vergleichbar ist dieser Prozess mit dem ummagnetisieren bei herkömmlichen Festplatten.

Optische Speicher mit geringem Energiehunger

Dass es funktioniert, haben Riesen und Pa mit Kristallen gezeigt, die viele 100 Mal kleiner sind als die kleinsten Teilchen, die der Mensch sehen kann. Dabei konnten mehrere Informationen in einen Kristall eingeschrieben oder ausgelesen werden. Die optische Datenspeicherung nach australischer Art ebnet auch den Weg zu dreidimensionalen Speichern mit drastisch erhöhter Kapazität: »Wir glauben, dass es möglich ist, die Kristalle in eine Matrix aus Glas oder Kunststoff einzubetten«, erwartet Professor Heike Ebendorff-Heidepriem von der University of Adelaide. Die kleinen würfelförmigen optischen Datenspeicher sollen Kapazitäten im PByte-Bereich erreichen. Damit zögen sie mit dem menschlichen Gehirn gleich, das 2,6 PByte speichert. Bis es soweit ist, dauert es aber noch eine ganze Weile. Bisher existieren die Datenspeicher nur als Labormodelle. Auch darüber, mit welchen Schnittstellen eine Anbindung möglich bzw. mit welchen Geschwindigkeiten zu rechnen sein wird, lassen sich die Experten noch nicht näher aus.

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