Physiker entschlüsseln Widerstandsveränderungen

Grundlagen nichtflüchtiger Speicher geklärt

11.09.2007
Von 
Werner Kurzlechner lebt als freier Journalist in Berlin und beschäftigt sich mit Rechtsurteilen, die Einfluss auf die tägliche Arbeit von Finanzentscheidern nehmen. Als Wirtschaftshistoriker ist er auch für Fachmagazine und Tageszeitungen jenseits der IT-Welt tätig.
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In der Weiterentwicklung nichtflüchtiger Speicherchips für Handys und USB-Sticks haben Wissenschaftler aus Göttingen, New York und Chicago einen wichtigen Schritt getan. Die Physiker erzielten einen Durchbruch im Verständnis so genannter kolossaler Widerstandsänderungen in Manganaten.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Chips bleiben bei der nichtflüchtigen Variante Informationen auch ohne Stromversorgung gespeichert. Den zu Grunde liegenden Effekt nutzt die Halbleiter-Branche zwar bereits. Worauf er beruht, war aber bislang nicht in der Tiefe erforscht.

Hinter den nichtflüchtigen Speichern steht eine Metall-Sauerstoff-Verbindung mit wahren Chamäleon-Eigenschaften: Das Oxid des chemischen Elements Mangan verwandelt sich durch äußere Einflüsse von einem Isolator in einer Stromleiter.

Wie es zu diesen "kolossalen Widerstandsveränderungen" kommt, lag bislang im Dunklen. Bekannt war, dass sich die Elektronen der Manganate durch starke elektrische und magnetische Kräfte gegenseitig beeinflussen. Sie bewirken sogar eine Verschiebung der Atome aus den idealen Positionen des Kristallgitters.

Physiker bezeichnen diese "bekleideten" Elektronen auch als Polaronen. Mit Hilfe moderner Mikroskopie konnten die Forscher nun die räumliche Anordnung der Polaronen beobachten.

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