Nederlandse onderzoekers hebben een microscopisch gegevensopslagsysteem gemaakt dat elke bit codeert met één atoom, waardoor een kilobyte aan gegevens kan worden opgeslagen in een ruimte van minder dan 100 nanometer.
Dit komt overeen met een opslagdichtheid van ongeveer 500 terabit per vierkante inch. Ter vergelijking: de dichtheid van de 4 terabyte harde schijven die u tegenwoordig kunt kopen, is ongeveer 1 terabit per vierkante inch. In tegenstelling tot het nieuwe systeem, gebruikten de vorige honderden en duizenden atomen om één bit op te slaan.
"In theorie zou deze opslagdichtheid ervoor zorgen dat alle boeken die ooit door de mensheid zijn gemaakt, in één postzegel passen", zegt Sander Otte, een vooraanstaand wetenschapper aan de Technische Universiteit Delft.
De gegevensopslagarray (de naam "harde schijf" is niet helemaal nauwkeurig, maar geeft de betekenis beter weer) blijkt verrassend origineel te zijn in zijn organisatie - aangezien het op atomair niveau werkt.
"Elk bit heeft twee posities op het oppervlak van de koperatomen van één chlooratoom, die heen en weer kunnen worden bewogen tussen deze twee posities", legt Otte uit. Omdat chloor een duidelijk vierkant rooster vormt op het koperoppervlak, is het vrij eenvoudig (relatief in ieder geval) om atomen te positioneren en informatie te verzamelen. Als het chlooratoom bovenaan 1 is; als het onderaan 0 is. Als je 8 chlooratomen op een rij zet, vormen ze een byte.
Daarnaast zijn er een paar speciale tekens die zaken aangeven als het einde van een regel of bestand, of dat het volgende gebied van de spatie moet worden genegeerd (bijvoorbeeld in geval van corruptie). Over het algemeen blijkt het systeem behoorlijk efficiënt te zijn, waardoor je honderden tekens kunt opslaan in een nanometerruimte van 96 × 128 (12 rijen en 12 kolommen, elke cel slaat 8 bytes op). Deze manipulaties zijn eenvoudig genoeg uit te voeren, waardoor het proces kan worden geautomatiseerd.
De data waarmee de onderzoekers besloten de technologie te demonstreren, waren onderdeel van een lezing van wetenschapper Feynman. Tot nu toe is dit alleen mogelijk onder laboratoriumomstandigheden. Een reeks chloor en koper blijft alleen stabiel in een zuiver vacuüm en bij vloeibare stikstoftemperatuur. Anders wordt de organisatie van de constructie van atomen verstoord.
Dit onderzoek is veelbelovend. Het idee om individuele atomen te gebruiken om een beetje op te slaan, heeft de hoofden van veel wetenschappers al lang gefascineerd, en er zijn talloze toepassingen voor opslagtechnologie met hoge dichtheid. De studie is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Nanotechnology.
Promotie video:
Sergey Lukavsky
