Открыт новый механизм хранения информации в одном атоме
Logo
Cover

Голландские ученые предложили необычный способ сохранять информации в мельчайшей единице материи — атоме. Это возможность увеличить объем памяти в гаджетах будущего в тысячи раз — если подход сработает при комнатной температуре.

«Компьютеры достигли фундаментального предела совершенства… Современные компьютеры потребляют много электричества, свыше пяти процентов от мировой генерации, — говорит Брайан Кайрели из Университета Неймегена. — Мы сосредоточились на самых базовых компонентах современных компьютеров: на ячейках памяти. Мы используем атомы, потому что это мельчайшие единицы материи, а также потому, что они позволяют нам лучше понять фундаментальные законы, управляющие их поведением».

В отличие от постоянных магнитов, атомы постоянно меняют свои магнитные полюса под воздействием окружающей среды. Последние десять лет ученые работают над тем, чтобы продлить период стабильности. В последние два года специалисты Лозанны и IBM Almaden поняли, как удержать атом от смены полюса, доказав, что и единственный атом может запоминать информацию. Правда, для этого пришлось охладить его до температуры в минус 233 градуса, сообщает Phys.org.

Голландские ученые использовали другой подход — и надеются, что он будет работать и при комнатной температуре. Выбрав в качестве подложки полупроводящий черный фосфор, они смогли сохранить состояние бита — ноль или единицу — внутри единственного атома кобальта и обошли проблему нестабильности.

Отличие нового метода от предыдущих исследований в том, что раньше ученые использовали момент импульса электрона, вращающегося вокруг ядра. Голландцы создали разницы энергии между орбиталями атома кобальта и использовали орбитальный момент. Такой тип памяти более стабилен благодаря более высокому энергетическому барьеру.

При помощи сканирующего туннельного микроскопа исследователи показали, что отдельным атомам кобальта можно задавать одно из двух значений бита.

«В конце концов, это все еще магнит с моментом импульса, но теперь мы можем менять значения 1 и 0, а его стабильность намного выше, чем у других магнитов», — говорит Кайрели.  

Немецкие коллеги недавно представили свою разработку в этой области: транзистор на одном атоме. Он,  в отличие от других похожих устройств, работает при комнатной температуре. Кроме того, в транзисторе не используются полупроводники, что снижает энергопотребление.