Вчені створили найменший біт магнітної пам'яті, що складається з єдиного атома
Незважаючи на те, що сучасні технології розвиваються семимильними кроками", основною технологією, за допомогою якої зберігається переважна більшість даних, якими оперує сьогодні людство в цілому, є технологія магнітного запису. Швидкості роботи і обсяги жорстких дисків весь час збільшуються, але їх основа - технологія магнітного запису і зберігання даних, залишається практично незмінною, такою ж, як і 20-30 років тому. Але і в напрямку розвитку технологій магнітного запису вченими робиться досить багато, основною задачею, яку намагаються вирішити вченими, є збільшення показника щільності запису інформації на одиницю поверхні носія. Цього можна досягти, зменшивши розміри фізичного області носія, в якій зберігатиметься один біт даних і скоротивши проміжки, що розділяють області зберігання окремих біт.
Ми розповідали в минулому році про те, що вченим компанії IBM вдалося створити галузі зберігання біта інформації, "магнітні біти", що складаються всього з 12 атомів. Приблизно в той же самий час вченим з Технологічного інституту Карлсруе (Karlsruhe Institute of Technology, KIT) вдалося створити свій варіант самого маленького магнітного біта, що складався з єдиної молекули, а в цьому році тій же групі вчених з KIT вдалося продемонструвати черговий величезний ривок у бік мініатюризації технологій магнітного запису, вони створили магнітний біт, що складається з єдиного чужорідного атома, розташованого на поверхні з певного матеріалу, який виявився здібніші зберігати стійким свій момент обертання протягом 10 хвилин.
"Єдиний атом магнітного матеріалу, закріплений на підставі з немагнітного матеріалу, як правило, є настільки чутливою до зовнішніх впливів, що його магнітна орієнтація зберігається стабільною протягом мікросекунд часу або навіть ще менше" - розповідає Валф Валфхекель (Wulf Wulfhekel), вчений з KIT, - "Магнітний момент атома дестабілізується взаємодією з електронами матеріалу підстави, обертанням ядер атомів цього матеріалу і температурними коливаннями його кристалічної решітки. Тому для забезпечення надійного зберігання інформації навіть сьогодні ще потрібні магнітні домени, що складаються з мільйонів атомів".
Основою "атомного біта", створеного вченими з KIT, є атом гольма, закріплений на підставі з платини. При температурі, близькій до абсолютного нуля, на рівні 1 градуса за шкалою Кельвіна, цей атом не був схильний до впливу власних температурних коливань, ні коливань кристалічної гратки матеріалу підстави. Використовуючи наконечник скануючого тунельного мікроскопа, вчені поставили певну орієнтацію магнітного моменту цього атома, який визначався напрямком його обертання. За допомогою того ж самого мікроскопа вчені проводили вимірювання цього моменту, які показали, що атом залишався в стабільному стані приблизно 10 хвилин, "приблизно в мільярд разів довше, ніж це досягалося в інших порівнянних атомарних системах" - заявив Валф Валфхекель.
Хоча говорити про практичне застосування даного досягнення вчених з KIT ще дуже рано, це досягнення відкриває не тільки можливості для проектування більш компактних пристроїв магнітного запису і зберігання інформації, ефект тривалого збереження магнітного моменту атома можна буде використовувати в квантових обчислювальних і комунікаційних пристроях майбутнього, які неминуче прийдуть на зміну нинішнім електронних пристроїв.