Wetenschappers van de Universiteit van Redbud hebben een nieuw mechanisme ontdekt voor magnetische opslag van informatie in de kleinste eenheid materie: één atoom. Hoewel het proof of principle is aangetoond bij zeer lage temperaturen, belooft dit mechanisme te functioneren bij kamertemperatuur. Het is dus mogelijk om duizenden keren meer informatie op te slaan dan nu op harde schijven staat. De resultaten van het werk zijn gepubliceerd in Nature Communications.
Wanneer je naar het niveau van één atoom gaat, worden magnetische atomen onstabiel. "De permanente magneet detecteert de aanwezigheid van de noord- en zuidpool, die in dezelfde oriëntatie blijven", zegt professor Alexander Khacheturyan. “Maar als je bij één atoom komt, beginnen de noord- en zuidpool van het atoom te veranderen en weten ze niet in welke richting ze moeten wijzen, omdat ze extreem gevoelig worden voor hun omgeving. Als u wilt dat informatie wordt opgeslagen in een magnetisch atoom, moet u zich niet haasten. Wetenschappers hebben zich de afgelopen tien jaar afgevraagd hoeveel atomen er nodig zijn om een magneet te stabiliseren zodat een atoom stopt met trillen, en hoe lang kan er informatie in worden opgeslagen voordat het atoom weer draait? In de afgelopen twee jaar hebben wetenschappers van Lausanne en IBM ontdekt hoe ze kunnen voorkomen dat een atoom omvalt en hebben ze aangetoonddat ene atoom kan als geheugen dienen. Om dit te doen, moesten ze zeer lage temperaturen gebruiken - 233 graden Celsius. Dit beperkt het gebruik van technologie ernstig."
Een nieuwe benadering om informatie in het atoom op te slaan
Onderzoekers van Redbud University hebben het anders aangepakt. Door voor een speciaal substraat te kiezen - halfgeleider zwarte fosfor - ontdekten ze een nieuwe manier om informatie op te slaan in individuele kobaltatomen, die de traditionele problemen van instabiliteit oplost. Met behulp van een scanning tunneling microscoop, wanneer een scherpe metalen sonde over het oppervlak wordt bewogen op slechts een paar atomen van elkaar, 'zagen' ze enkele kobaltatomen op het oppervlak van zwarte fosfor. Ze konden ook direct aantonen dat individuele kobaltatomen kunnen worden gemanipuleerd door ze in een van de twee bit-toestanden te injecteren.
Ilya Khel
