Nobelpreis: Nanotechnik bändigt Datenflut

Keine moderne Festplatte kommt dabei ohne die Entdeckung des Physikers Peter Grünberg vom Forschungszentrum Jülich und seines französischen Kollegen Albert Fert aus. Denn erst die magnetischen Sandwiches aus ihren Labors können die immer enger gepackten Daten auch zuverlässig lesen.

«Nicht zuletzt dank dieser Entdeckung hat sich die Grösse von Computern dramatisch reduziert. Man sehe sich nur ein Monstrum aus dem Jahr 1964 an», erläuterte der Chef des Nobelkomitees, Per Carlson. Stuart Parkin beim Computerriesen IBM ebnete der Technik aus der Grundlagenforschung 1997 den Weg in die Praxis. Sie gilt dem Nobelkomitee als eine der ersten echten Anwendungen der Nanotechnik.

Eng zusammengedrängte Bits

Informationen sind auf Festplatten von Computern, MP3-Spielern oder Digital-Videokameras in Form kleiner magnetischer «Schalter» untergebracht. Diese Bits können an- oder ausgeschaltet sein. Angesichts der stetig steigenden Datenflut drängen sich die Bits immer enger zusammen.

Um solche dicht gepackten Daten aber auch wieder zu entziffern, müssen die Festplattensensoren besonders scharf gucken können. Dank der hochempfindlichen Sandwich-Sensoren liess sich die Speicherdichte der Festplatten bislang um mehr als das 30-fache steigern, wie IBM betont.

Unabhängiges Experimentieren

Grünberg und sein Kollege Fert von der Université Paris-Sud hatten unabhängig voneinander mit ultradünnen Schichten aus abwechselnd magnetischen und nichtmagnetischen Metallen experimentiert.

Nahezu zeitgleich entdeckten sie 1988, dass sich der elektrische Widerstand eines solchen Sandwiches in Gegenwart eines Magnetfelds stark ändert - dazu reicht bereits das schwache Feld eines magnetischen Bits auf einer Festplatte. Da sich der elektrische Widerstand einfach messen lässt, machte diese Eigenschaft die Magnet-Sandwiches zu guten Kandidaten für Festplatten-Leseköpfe.

Millionenschwerer Markt

Grünbergs Gruppe meldete sofort ein Patent auf die Technik an, was dank Lizenznehmern weltweit mittlerweile einen zweistelligen Millionenbetrag in die Kasse der Forschungszentrums Jülich gespült hat. Die Leseköpfe machen immerhin etwa zehn Prozent des jährlich rund 50 Mrd. Euro (83 Mrd. Franken) schweren Festplattenmarkts aus.

Als Pionier baute IBM die Riesenmagnetowiderstand-Technik 1997 erstmals in seine Festplatten ein. Heute wird das Verfahren nach IBM-Angaben in der gesamten Weltproduktion von Festplatten verwendet.

Auch für Medizin und Waschmaschinen

Doch die Technik ist nicht nur für die Computer interessant. «Festplattenlaufwerke sind eine grosse Anwendung, es gibt aber auch andere in der Robotik», erläuterte Grünberg zur Verleihung des Deutschen Zukunftspreises 1998.

Magnetfeldsensoren lassen sich auch in der Medizin einsetzen, etwa zur Messung von Hirnströmen oder bei endoskopischen Eingriffen. Und die Technik kann auch Anti-Blockier-Systeme im Auto überwachen. «Andere Anwendungen für Magnetfeldsensoren sind Kontrollfunktionen bewegter Teile, etwa in einer Waschmaschine.»

Von Till Mundzeck, dpa (Quelle: sda)

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