Nobelprijs voor hardeschijflezer

Harde schijven worden kleiner en kunnen meer opslaan.

Dankzij winnaars Nobelprijs Natuurkunde.

Deze Toshiba-harddisk van 2 tot 4 gigabyte weegt minder dan 10 gram. Het was de kleinste van 2005. Foto AFP Japanese electronics giant Toshiba shows mockup of its 0.85 inch hard disk drive, measuring 24mm (0.96 inches) in width, 32 mm(1.28 inches) in length and 3-5 mm (0.12-0.2 inches) in thickness and weighing less than 10 grams, in the photo released Tuesday, March 16, 2004. According to Toshiba Corp., Tuesday, the hard disk, with a capacity of 2 to 4 gigabytes, will be recognized as the smallest one in the world by the new 2005 Guinness Book of World Records, which will be issued in September. (APPhoto/Toshiba Corp., HO) Associated Press

De Nobelprijs natuurkunde is dit jaar toegekend aan de Fransman Albert Fert van de Université Paris-Sud en de Duitser Peter Grünberg van het Jülich-onderzoekscentrum voor hun ontdekking van reusachtige magnetoweerstand. Hun vondst leidde tot de technologie waarmee informatie van de harde schijf van een computer wordt afgelezen, en heeft ervoor gezorgd dat die harde schijven de laatste jaren steeds minder ruimte innemen terwijl ze steeds meer informatie bevatten. Onze laptops en mp3-spelers zijn daaraan te danken.

Op een mp3-speler of laptop is de informatie opgeslagen in opeenvolgende microscopisch kleine magnetische gebiedjes. Uitleeskoppen, zoals die vanaf 1997 werden ontwikkeld op basis van het reusachtige magnetoweerstands-effect, registreren de magnetische variatie en vertalen die via een weerstandsverschil naar een elektrische stroom van wisselende sterkte. Die stroomsterkte wordt rechtstreeks omgezet in nullen en enen voor de elektronica.

De ontdekking werd mogelijk toen er voor het eerst hele dunne materiaallaagjes (op nanoschaal) gestapeld konden worden. Grünberg en Fert ontdekten toen onafhankelijk van elkaar het magnetoweerstands-effect in een stapeling van dunne laagjes ijzer en chroom die afwisselend wel en niet magnetisch zijn. Het effect zorgt ervoor dat minieme veranderingen in de richting van het lokale magnetisch veld in die stapelingen voor grote verschillen in elektrische weerstand zorgen. En dat maakt de gestapelde laagjes ideaal om er uitleeskoppen voor harde schijven mee te maken. Hoe gevoeliger de kop magnetische variaties registreert, hoe compacter die variaties kunnen worden opgeslagen.

Grünberg ontdekte het effect in een stapeling van ijzer, chroom en ijzer en verkreeg het patent op de ontdekking. Fert gebruikte een stapeling van ijzer en chroom. Hij gaf het effect zijn naam en vond de achterliggende verklaring.

„Heel terecht”, noemt de Eindhovense hoogleraar Bert Koopmans de toekenning van de Nobelprijs aan Fert en Grünberg. „De reusachtige magnetoweerstand is een schoolvoorbeeld voor de manier waarop fundamenteel wetenschappelijk onderzoek in tien jaar tijd een praktische toepassing vindt. Interessant is dat fysische fenomenen die veel met de reusachtige magnetoweerstand gemeen hebben volop in de belangstelling staan. Ook deze fenomenen leiden weer tot nieuwe toepassingen zoals de magnetische RAM-geheugens die nu op de markt komen.”