Datenspeicherung: TU Wien erstellt kleinsten QR-Code der Welt
Ein Forschungsteam der Technischen Universität (TU) Wien hat in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen Cerabyte einen neuen Weltrekord(öffnet im neuen Fenster) aufgestellt. Den Wissenschaftlern gelang es, einen QR-Code auf einer Fläche von lediglich 1,98 Quadratmikrometern ($1,98\ \mu m^2$) zu platzieren. Damit ist der Code kleiner als die meisten Bakterien und belegt nun offiziell einen Platz im Guinnessbuch der Rekorde. Der neue Rekord ist damit um 63 Prozent kleiner als der bisherige Spitzenwert von $5,38\ \mu m^2$.
Beständigkeit durch keramische Dünnfilme
Das Projekt verfolgt jedoch ein höheres Ziel als den reinen Größenrekord. Die Forscher nutzen keramische Dünnfilme als Speichermedium. Im Gegensatz zu herkömmlichen magnetischen oder elektrischen Datenträgern, die mitunter bereits nach wenigen Jahren Informationen verlieren, sind diese Keramiken extrem stabil.
Laut den beteiligten Wissenschaftlern Erwin Peck und Balint Hajas bleiben die Materialien auch unter Extrembedingungen haltbar, was sie ideal für die Langzeitarchivierung macht. Entscheidend ist hierbei die Beständigkeit der Information. Zwar lassen sich heute sogar Muster aus einzelnen Atomen herstellen, doch diese sind meist nicht stabil. "Einzelne Atome können diffundieren, sie wandern auf andere Plätze, Lücken werden aufgefüllt, die gespeicherte Information geht verloren" , erklärt Paul Mayrhofer von der TU Wien. Das Bemerkenswerte sei daher nicht allein die Winzigkeit, sondern die Erzeugung eines stabilen und wiederholt auslesbaren Codes in einem Material, das den Lauf der Zeit übersteht.
Auslesen nur per Elektronenmikroskop
Um den winzigen Code zu erzeugen, nutzte das Team fokussierte Ionenstrahlen, mit denen die Struktur in die Keramikschicht gefräst wurde. Die einzelnen Bildpunkte messen dabei nur 49 Nanometer. Damit ist die Struktur etwa zehnmal kleiner als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts. Ein herkömmliches Lichtmikroskop kann den Code daher physikalisch nicht mehr auflösen.
Für die Verifizierung und das Auslesen mussten die Forscher auf die High-Tech-Elektronenmikroskope des USTEM (Elektronenmikroskop-Zentrum der TU Wien) zurückgreifen. Die Speicherdichte dieser Methode ist massiv: Rechnerisch ließen sich auf der Fläche einer DIN-A4-Seite mehr als 2 Terabyte an Daten unterbringen. In Zukunft will das Team die Schreibgeschwindigkeit erhöhen und das Verfahren für industrielle Anwendungen skalieren, um eine energieeffiziente Alternative zur herkömmlichen Datenspeicherung zu schaffen.