Anders als Festplatten speichern die Arbeitspeicher die Informationen nicht magnetisch und damit vergleichsweise dauerhaft. Vielmehr sind sie Kondensatoren, die Ladungen speichern, "allerdings zerfließen diese Ladungen so schnell, dass sie einige hundert Mal in der Sekunde aufgefrischt werden müssen", erklärt Dietrich Hesse vom Leipziger Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik. Die Computerbauer wünschen sich daher schon seit langem Arbeitsspeicher, die ihr Wissen über einen längeren Zeitraum behalten. Ein Favorit dafür sind so genannte ferroelektrische Materialien. Sie haben ähnlich wie ein Magnet einen Dipol, allerdings einen elektrischen. Ferroelektrika sind Mischoxide aus verschiedenen Metallen. MPG-Forscher Hesse hat vor allem mit Lanthan-Wismut-Titanoxid experimentiert. Doch das Gemisch ist nicht leicht für diesen Zweck einzusetzen, da seine Kristalle in einer für die ferroelektrische Anwendung falschen Richtung wachsen. Dieses "Fehlverhalten" beim Auftragen auf Halbleiterchips ließ sich nur mit einigen Kunstgriffen vermeiden. Ein Trick besteht darin, ein Laserverfahren mit besonders hohem Sauerstoffdruck zu verwenden, das für die richtige chemische Zusammensetzung der dünnen Schichten sorgt. Der zweite Kniff liegt darin eine Pufferschicht zwischen das Ferroelektrikum und den Siliziumchip zu legen. "Wir verwenden eine Schicht aus Yttrium-dotiertem Zirkonoxid, auf der wir Schichten von Strontium-Rhutenat erzeugen", erklärt Hesse. Strontium-Rhutenat dient als Elektrode, um das Signal aus dem ferroelektrischen Speicher aufzufangen. Die Kristalle dieser Schicht dehnen sich beim Auftragen ein wenig und passen dann genau zu den Kristallen des Ferroelektrikums.
Trotz der ermutigenden Ergebnisse wird es noch geraume Zeit dauern, bis die Arbeitsspeicher der Computer mit Gedächtnis ausgestattet sind. Denn jetzt müssen die Forscher die ferroelektrischen Speicher erst einmal so stark miniaturisieren, dass entsprechend viel Speicherplatz im beengten Innenraum eines Rechners zur Verfügung steht.
[Quelle: Hartmut Schade]
Trotz der ermutigenden Ergebnisse wird es noch geraume Zeit dauern, bis die Arbeitsspeicher der Computer mit Gedächtnis ausgestattet sind. Denn jetzt müssen die Forscher die ferroelektrischen Speicher erst einmal so stark miniaturisieren, dass entsprechend viel Speicherplatz im beengten Innenraum eines Rechners zur Verfügung steht.
[Quelle: Hartmut Schade]