IBM salvestab binaarandmeid vaid 12 aatomi kohta

IBM

IBM Research on edukalt salvestanud ühe magnetbiti, milles on ainult 12 raua aatomit, ja 96-aatomilise täispika andmekogumi. See tähistab salvestustihedust, mis on vähemalt 100 korda tihedam kui suurimad kõvaketta vaagnad või välkmälukiibid.



Meeskond eesotsas Andreas Heinrichiga IBM Research Almadenist (California) alustas väikseima magnetotsiku otsimist alt üles. Selle asemel, et alustada teadaolevast andmekandjast ja otsida võimalust selle parandamiseks - Moore'i seadustega reguleeritud tööstusharude standardne lähenemisviis - alustasid Heinrich ja tema meeskond võimalikult väikesest üksusest - aatomist - ja ehitasid oma tee üles kuni väiksemani, saavutati stabiilne magnetbit.

IBM



Heinrich & Co. ehitas sõna otseses mõttes raua aatomite massiivi vasksubstraadile ükshaaval, kuni raua aatomid saavutasid 'kriitilise salvestusmassi' - piisavalt aatomeid, et oma magnetismi stabiilselt säilitada. Madalatel temperatuuridel on see arv 12; toatemperatuuril on see arv umbes 150 - mitte nii muljetavaldav, kuid siiski suurusjärgu võrra parem kui mis tahes olemasolev kõvaketas või räni ( MRAM ) ladustamislahus.



Siiamaani on kõik korras. Aga kuidas kas IBM-i teadlased manipuleerisid üksikute aatomitega sellise täpsusega - ja mis veelgi olulisem, kuidas nad neid 12-aatomilisi bitte lugesid ja kirjutasid? Vastus, nagu paljude puhul kaasaegsed vägitükid nanoehitusest , on skaneeriv tunnelmikroskoop (STM). STM on ruumi suurune seade, millel on väga, väga väike ots, mis võimaldab väikese elektrivoolu abil aatomi tasandil struktuure kujutada, mõõta ja manipuleerida.

Binaarbiti salvestamiseks kasutati antiferromagnetismiKõigepealt kasutatakse STM-i raua aatomite paigutamiseks vasksubstraadile - see on suhteliselt lihtne ülesanne, ütleb meile Heinrich. Seejärel kasutatakse STM-i antud aatomi magnetismi mõõtmiseks, et näha, kas magnetbitil on kahendväärtus 0 või 1. See on veidi keerulisem kui see kõlab ja nõuab antiferromagnetismi kasutamist. Ferromagnetismi kasutaval kõvakettal on iga magnetbitiga aatom suunatud ühte suunda, tekitades magnetvälja (“põhi”, “lõuna”), mida mõõdetakse peaga ja muudetakse binaarseks väärtuseks. Selle probleem on see, et vajate piisavalt suure magnetvälja loomiseks tuhandeid või miljoneid ferromagnetilisi aatomeid. Antiferromagnetismi korral on magnetbiti aatomid joondatud nii, et summaarne magnetväli oleks null. Seda on raske kirjeldada - see on lihtsam, kui vaatate lihtsalt parempoolset pilti või vaatate allpool manustatud videot.

Antiferromagnetilise bitiga, kui keerate ühe raua aatomi STM-iga, lülituvad tasakaalu säilitamiseks kõik teised aatomid. Selle tõttu vaatate magnetbitiga ülemist vasakut aatomit (kasutades ST-d) ja töötate koheselt välja binaarväärtuse. Voila - 12-aatomiline magnetbit, mida saate lugeda ja kirjutada.



Nüüd on väljakutseks leida viis vasklehtede masstootmiseks täpselt joondatud rauaatomite massiividega. Nende aatomisuuruste baitide manipuleerimiseks pole teil tehniliselt vaja ruumi suurust STM-i, kuid me peaksime leidma viisi juhtmete kinnitamiseks nende pisikeste struktuuride jaoks, mis on kaugel tipptasemel 22 nm pooljuhttehnika . Heinrichi õnneks, kui teie ametinimetus on ettevõtte juhtiv uurija Aatomiline Säilitamine, te ei pea ennast selliste pisiasjadega vaevama - võite selle jätta hämaraks nanotehnoloogia flunkid sorteerimiseks.

Copyright © Kõik Õigused Kaitstud | 2007es.com