Німецькі вчені вчаться записувати дані на атомному рівні

Німецькі вчені вчаться записувати дані на атомному рівні

Перспектива записувати інформацію на рівні маніпуляцій з окремими атомами давно розбурхує уми наукової спільноти. Цьому може допомогти вміння вибудовувати симетричні атомні структури, хоча шлях від наукових відкриттів до комерційної продукції гарантовано буде борг і тернистий. Радує, що перші кроки на цьому шляху вже зроблені, і вони обнадіюють. Наприклад, німецькі та нідерландські вчені змогли спочатку теоретично, а потім експериментально виявити зв'язок між конкретною геометрією симетричних атомних структур і стабільністю зберігається ними магнітного стану ― умовно біта даних.


Розрахунки на суперкомп'ютері JURECA в центрі Institute for Advanced Simulation показали, що тримери ― пов'язані по три атоми структури ― підвищують стійкість намагніченості в стані високої симетрії з додатковими атомами. Такі структури з трьома атомами в центрі і додатковими симетрично розташованими атомами навколо пригнічують негативний ефект анізотропної магнітної взаємодії. Крім збільшення магнітної стійкості подібні структури полегшують зчитування магнітного стану без руйнування намагниченості.

Експериментально підтвердити розрахунки вдалося за допомогою скануючого тунельного мікроскопа. На графіку вище можна побачити залежність магнітної стабільності і ступеня симетрії залежно від кількості додаткових атомів-супутників і від їх розташування навколо ядра-тримери. Зазначимо, в експерименті використовувалися атоми заліза, розміщені на поверхні з платини. Зчитування стану структури здійснювалося сусідніми атомами за допомогою добре вивчених явищ ізотропної магнітної взаємодії. Це виключило прямий вплив на групу атомів, умовно зберігають інформацію, і не призвело до порушення магнітної стабільності структури, що вивчається.

Якщо на основі проведених експериментів з'явиться технологія, що підходить для масового виробництва рішень для запису інформації на рівні окремих атомів, то це дозволить в рази збільшити щільність зберігання інформації.