Grote hoeveelheden data worden nu opgeslagen door gebruik te maken van magnetische effecten op de harde schijf van de computer. Na ongeveer tien jaar gaan echter veel data verloren. Wereldwijd wordt er daarom naar een grondstof gezocht, die de levensduur van opgeslagen informatie verlengt. Wetenschappers van het Flortschungszentrum Dresden-Rossendorf (FDZ) zijn deze op het spoor. De onderzoekers konden aantonen dat in een niet magnetisch zinkoxide gericht magnetische eigenschappen opgeroepen konden worden wanneer men deze structuur beschadigt.
Bij de opslag van data op een harde schijf worden de magnetische eigenschappen van de betreffende materialen gebruikt, vaak legeringen van ferromagnetische materialen als kobalt, chroom of ijzer. Deze lagen bestaan uit kleine deeltjes waarvan elk deeltje apart magnetiseerbaar is. Tegelijkertijd zijn de deeltjes zo van elkaar geïsoleerd dat ze elkaar niet kunnen beïnvloeden. Ze slaan de data op in de vorm van magnetische bits, doordat het magnetisch veld of naar het noorden of naar het zuiden wordt gericht.
Deze binaire code wordt door een magnetische schrijfkop boven de schijf herkend en gelezen. Afhankelijk van de temperatuur veranderen de magnetische velden van de deeltjes echter langzaam. Dat verminkt de opgeslagen data en ze worden onbruikbaar.
De afbeelding toont het resultaat van röntgenonderzoek aan zinkoxide. Dit berust op de wisselwerking van de röntgenstraling met de ordening van de atomen in het zinkoxide. Hoe groter het groenblauw ingekleurde vlak, des te groter de beschadiging van de structuur.
Zinkoxide
Zinkoxide, een normaal bestanddeel van muurverf en medische preparaten voor huid- en wondbehandeling, is niet magnetisch. Twee onderzoeksgroepen van het FDZ hebben echter aangetoond dat zinkoxide door beschadiging wel magnetisch wordt. De ene groep wetenschappers beschoten kristallijn zinkoxide met ionen, snelle geladen atomen. De andere groep daarentegen onderzocht gedoteerde dunne laag zinkoxide die aan de universiteit Leipzig wordt gekweekt. Zo’n kweek brengt gericht magnetische ionen in het zinkoxide, waarbij tegelijkertijd de beschadigingen in de dunne laag door de werkomstandigheden worden gecontroleerd.
Beide groepen kwamen tot de conclusie dat er een bijzonder soort magnetisme mee kan worden opgeroepen, die in het vak wereld defectmagnetisme wordt genoemd. Dit defectmagnetisme toont echter niet de temperatuurafhankelijkheid van de legeringen van de huidige harde schijf, die na meerdere jaren tot dataverlies leidt.
Theorieën over defectmagnetisme bestaan al ongeveer vijftien jaar, maar het effect was tot nu toe omstreden. In 1991 werden bijvoorbeeld magnetische effecten van deze aard in koolstof ontdekt maar nog niet technisch gebruikt. Een elementair probleem waarvoor de FZD- wetenschappers nu staan, is dat het opgewekte defectmagnetisme afhangt van de stabiliteit van de verkregen defecten en dat deze in korte tijd weer verdwijnen kan. Op dit moment blijft geïmplanteerd kristallijn zinkoxide drie dagen lang ferromagnetisch. Binnen deze tijd is het ongevoelig voor temperatuur.
Perspectieven
Met dit zinkoxide ontstaat een nieuwe speler die eventueel beter voor de stabilisering van zijn magnetische eigenschappen geschikt is dan de huidige gebruikte legeringen. Door de toename van de miniaturisering in de opslagtechniek, die de temperatuursgevoeligheid vergroot, ontstaan vaker problemen, wat van zinkoxide niet te verwachten is. Althans, dat is voor de potentie van het materiaal de inschatting van de onderzoekers.
