IBM lagrer binære data på bare 12 atomer

IBM

IBM Research har lagret en magnetbit av data med bare 12 atomer jern, og en full byte med data i 96 atomer. Dette representerer en lagringstetthet som er minst 100 ganger tettere enn de største harddiskplatene eller flashminnebrikken.

Teamet, ledet av Andreas Heinrich fra IBM Research Almaden (California), begynte søket etter den minste magnetbiten fra bunnen av. I stedet for å starte med et kjent lagringsmedium og lete etter en måte å forbedre det på - standardtilnærmingen for bransjer styrt av Moores lov - startet Heinrich og hans team fra den minste mulige enheten - et atom - og bygde seg opp til den minste, stabil magnetisk bit ble oppnådd.



IBM



Heinrich & Co. bygde bokstavelig talt opp en rekke jernatomer på et kobbersubstrat, ett om gangen, til jernatomene nådde 'kritisk lagringsmasse' - nok atomer til å beholde sin magnetisme stabilt. Ved lave temperaturer er dette tallet 12; ved romtemperatur er tallet rundt 150 - ikke fullt så imponerende, men likevel en størrelsesorden bedre enn noen eksisterende harddisk eller silisium ( MRAM ) lagringsløsning.

Så langt så bra. Men hvordan manipulerte IBM-forskerne enkeltatomer med en slik nøyaktighet - og enda viktigere, hvordan leste og skrev de disse 12-atombitene? Svaret, som med mange moderne bedrifter av nanoteknologi , er et skanningstunnelmikroskop (STM). En STM er en enhet i romstørrelse med en veldig, veldig liten spiss som kan avbilde, måle og manipulere strukturer på atomnivå ved hjelp av en liten elektrisk strøm.



Antiferromagnetism pleide å lagre en binær bitFørst brukes STM til å ordne jernatomene på kobbersubstratet - en relativt enkel oppgave, forteller Heinrich. Deretter brukes STM til å måle magnetismen til et gitt atom for å se om magnetbiten har en binær verdi på 0 eller 1. Dette er litt vanskeligere enn det høres ut og krever bruk av antiferromagnetisme. På en harddisk som bruker ferromagnetisme, vender hvert atom av en magnetbit i samme retning, og skaper et magnetfelt ('nord', 'sør') som måles av hodet og blir til en binær verdi. Problemet med dette er at du trenger tusenvis eller millioner av ferromagnetiske atomer for å skape et stort nok magnetfelt. Med antiferromagnetisme er atomene til en magnetisk bit justert på en slik måte at summen magnetfeltet er null. Dette er vanskelig å beskrive - det er lettere hvis du bare ser på bildet til høyre, eller ser på videoen som er innebygd nedenfor.

Med en antiferromagnetisk bit, hvis du snur et enkelt jernatom med en STM, bytter hvert annet atom for å opprettholde likevekten. På grunn av dette ser du på atomets øverste venstre atom på den magnetiske biten (ved hjelp av en ST) og umiddelbart beregner den binære verdien. Voila - en magnetisk bit på 12 atom som du kan lese og skrive.

Utfordringen nå er imidlertid å finne en måte å masseprodusere kobberplater med matriser av nøyaktig justerte jernatomer. Du trenger ikke teknisk STM i romstørrelse for å manipulere disse atomstore byte, men vi trenger å finne en måte å feste ledninger til disse små strukturene, som ligger langt utenfor toppmoderne 22 nm halvlederteknologi . Heldigvis for Heinrich, når stillingstittelen din er Lead Investigator of Atomisk Lagring, du trenger ikke å bry deg med slike detaljer - du kan overlate det til svake nanoteknologi flunkies å ordne opp.



Copyright © Alle Rettigheter Reservert | 2007es.com