„Wundermaterial“ macht Festplatten stromsparend

Durch geringeren Aufwand bei Erzeugung von Feldern ist weniger Energie notwendig. [...]

Marisa Medarde (rechts) friert die Atomordnung von YBaCuFeO5 ein. (c) psi.ch
Marisa Medarde (rechts) friert die Atomordnung von YBaCuFeO5 ein.

Forscher des Schweizer Paul Scherrer Instituts (PSI) haben ein neues Material entwickelt, das auf elektrische Felder mit einer Ummagnetisierung reagiert, die für die Speicherung eines jeden Bits auf einer Festplatte nötig ist. Dabei handelt es sich um ein Material aus der Klasse der sogenannten magnetoelektrischen Multiferroika. Bisher entwickelte es seine phänomenalen Eigenschaften bei einer Temperatur von minus 200 Grad Celsius. Der für die Kühlung nötige Energieaufwand überstieg die Einsparung bei weitem.

Schocktherapie als Trick

Um das Material alltagstauglich zu machen, haben sich die Schweizer eines Tricks bedient. Sie heizten das Material, das aus Yttrium, Barium, Kupfer und einem speziellen Eisenoxid (YBaCuFeO5) besteht, auf 1000 Grad Celsius auf. Dabei bilden sich magnetische Spiralen auf atomarer Ebene. Diese sorgen für eine Koppelung von Magnetismus und Ferroelektrizität, wie sie für das Ummagnetisieren durch ein elektrisches Feld nötig ist.

Derart erhitzt ließen sie das Material in einen Behälter plumpsen, der mit einer minus 200 Grad kalten Flüssigkeit gefüllt war. Bei dieser Schocktherapie bleiben die Spiralen und damit die Koppelung von magnetischen und elektrischen Eigenschaften erhalten. „Durch die magnetoelektrische Kopplung bekommt man dann noch eine Veränderung der magnetischen Eigenschaften hinzugeschenkt“, so PSI-Forschungsleiterin Marisa Medarde, die das Material an der Neutronenquelle SINQ und Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS untersucht hat.

Doppelter Einspareffekt
Energie wird nicht nur durch den geringeren Aufwand bei der Erzeugung elektrischer Felder eingespart. Weil weniger Strom verbraucht wird, ist auch die Erwärmung geringer, sodass nicht mehr so viel Aufwand für die Kühlung benötigt wird. „Da jährlich viele Bio. Kilowattstunden Energie im Cloud Computing verbraucht werden, sind Einsparungen in diesem Bereich von großer Bedeutung“, sagt die Expertin und fügt hinzu: „Unser neues Material besteht aus sehr kostengünstigen Zutaten. Und auch die Herstellung ist einfach zu bewerkstelligen.“

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