IBM pohranjuje binarne podatke na samo 12 atoma

IBM

IBM Research uspješno je pohranio jedan magnetski bit podataka sa samo 12 atoma željeza i punim bajtom podataka u 96 atoma. To predstavlja gustoću pohrane koja je najmanje 100 puta gušća od najvećih ploča tvrdog diska ili čipova flash memorije.

Tim koji je vodio Andreas Heinrich iz IBM Research Almaden (Kalifornija) započeo je potragu za najmanjim magnetskim dijelom odozdo prema gore. Umjesto da započnu s poznatim medijem za pohranu i traže način da ga poboljšaju - standardni pristup za industrije uređene Mooreovim zakonom - Heinrich i njegov tim krenuli su od najmanje moguće jedinice - atoma - i gradili svoj put do najmanje, postignut je stabilni magnetski bit.

IBM



Heinrich & Co. doslovno su izgradili niz atoma željeza na bakrenoj podlozi, jedan po jedan, sve dok atomi željeza nisu dosegli 'kritičnu skladišnu masu' - dovoljno atoma da stabilno zadrže svoj magnetizam. Na niskim temperaturama taj je broj 12; na sobnoj temperaturi, broj je oko 150 - ne baš toliko impresivan, ali ipak red veličine bolji od bilo kojeg postojećeg tvrdog diska ili silicija (MRAM) rješenje za pohranu.

Zasada je dobro. Ali kako jesu li istraživači IBM-a s takvom preciznošću manipulirali pojedinačnim atomima - i, što je još važnije, kako su čitali i pisali ove bitove od 12 atoma? Odgovor, kao i kod mnogih moderni podvizi nanoinženjeringa, je mikroskop za skeniranje tunela (STM). STM je uređaj veličine sobe s vrlo, vrlo sitnim vrhom koji može slikati, mjeriti i manipulirati strukturama na atomskoj razini pomoću male električne struje.

Antiferromagnetizam koji se koristio za pohranu binarnog bitaPrvo se STM koristi za raspored atoma željeza na bakrenoj podlozi - relativno lak zadatak, kaže nam Heinrich. Zatim se STM koristi za mjerenje magnetizma određenog atoma kako bi se vidjelo ima li magnetski bit binarnu vrijednost 0 ili 1. To je malo nezgodnije nego što zvuči i zahtijeva upotrebu antiferromagnetizma. Na tvrdom disku, koji koristi feromagnetizam, svaki je atom magnetskog bita okrenut u istom smjeru, stvarajući magnetsko polje ('sjever', 'jug') koje se mjeri glavom i pretvara u binarnu vrijednost. Problem je u tome što su vam potrebne tisuće ili milijuni feromagnetskih atoma da biste stvorili dovoljno veliko magnetsko polje. S antiferromagnetizmom, atomi magnetskog bita su poravnati na takav način da je zbroj magnetskog polja nula. To je teško opisati - lakše je ako samo pogledate sliku s desne strane ili pogledate video ugrađen u nastavku.

S antiferromagnetskim bitom, ako preklopite jedan atom željeza STM-om, svaki drugi atom se prebacuje kako bi održao ravnotežu. Zbog toga gledate gornji lijevi atom magnetskog bita (pomoću ST) i trenutno izrađujete binarnu vrijednost. Voila - magnetski bit s 12 atoma koji možete čitati i pisati.

Izazov je, međutim, sada pronaći način za masovnu proizvodnju bakrenih ploča s nizovima precizno poravnanih atoma željeza. Tehnički vam ne bi trebao STM veličine sobe za manipulaciju tim bajtovima veličine atoma, ali trebali bismo pronaći način pričvršćivanja žica na ove malene strukture, koje su daleko izvan najsuvremenija 22nm poluvodička tehnika. Srećom po Heinricha, kada je vaš posao glavni voditelj istrage atomski Pohrana, ne morate se zamarati takvim sitnicama - to možete prepustiti nesvjesnima nanotehnologija flunkies da se riješe.

Copyright © Sva Prava Pridržana | 2007es.com