Η IBM αποθηκεύει δυαδικά δεδομένα σε μόλις 12 άτομα

IBM

Η IBM Research έχει αποθηκεύσει με επιτυχία ένα μαγνητικό bit δεδομένων με μόλις 12 άτομα σιδήρου και ένα πλήρες byte δεδομένων σε 96 άτομα. Αυτό αντιπροσωπεύει μια πυκνότητα αποθήκευσης που είναι τουλάχιστον 100 φορές πυκνότερη από τις μεγαλύτερες πιατέλες σκληρού δίσκου ή τσιπ μνήμης flash.

Η ομάδα, με επικεφαλής τον Andreas Heinrich της IBM Research Almaden (Καλιφόρνια), ξεκίνησε την αναζήτησή τους για το μικρότερο μαγνητικό bit από κάτω προς τα πάνω. Αντί να ξεκινήσει με ένα γνωστό μέσο αποθήκευσης και να αναζητήσει έναν τρόπο βελτίωσής του - την τυπική προσέγγιση για τις βιομηχανίες που διέπονται από το νόμο του Moore - ο Heinrich και η ομάδα του ξεκίνησαν από τη μικρότερη δυνατή μονάδα - ένα άτομο - και ανέπτυξαν το δρόμο τους μέχρι το μικρότερο, Επιτεύχθηκε σταθερό μαγνητικό bit.

IBM



Η Heinrich & Co. δημιούργησε κυριολεκτικά μια σειρά ατόμων σιδήρου σε ένα υπόστρωμα χαλκού, ένα κάθε φορά, έως ότου τα άτομα σιδήρου έφτασαν σε «κρίσιμη μάζα αποθήκευσης» - αρκετά άτομα για να διατηρήσουν σταθερά τον μαγνητισμό τους. Σε χαμηλές θερμοκρασίες, αυτός ο αριθμός είναι 12; σε θερμοκρασία δωματίου, ο αριθμός είναι περίπου 150 - όχι τόσο εντυπωσιακός, αλλά ακόμα μια τάξη μεγέθους καλύτερη από οποιονδήποτε υπάρχοντα σκληρό δίσκο ή πυρίτιο (MRAM) λύση αποθήκευσης.

Μέχρι εδώ καλά. Αλλά πως Οι ερευνητές της IBM χειρίστηκαν μεμονωμένα άτομα με τέτοια ακρίβεια - και, ίσως το πιο σημαντικό, πώς διάβασαν και έγραψαν αυτά τα κομμάτια 12 ατόμων; Η απάντηση, όπως με πολλούς μοντέρνα κατορθώματα νανομηχανικής, είναι ένα μικροσκόπιο σήραγγας σάρωσης (STM). Το STM είναι μια συσκευή μεγέθους δωματίου με μια πολύ, πολύ μικρή άκρη που μπορεί να απεικονίσει, να μετρήσει και να χειριστεί δομές σε ατομικό επίπεδο χρησιμοποιώντας ένα μικρό ηλεκτρικό ρεύμα.

Ο αντιαερομαγνητισμός χρησιμοποιείται για την αποθήκευση δυαδικού bitΠρώτα, το STM χρησιμοποιείται για τη διάταξη των ατόμων σιδήρου στο υπόστρωμα χαλκού - ένα σχετικά εύκολο έργο, μας λέει ο Heinrich. Στη συνέχεια, το STM χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του μαγνητισμού ενός δεδομένου ατόμου για να δει εάν το μαγνητικό bit έχει δυαδική τιμή 0 ή 1. Αυτό είναι ελαφρώς πιο δύσκολο από ό, τι ακούγεται και απαιτεί τη χρήση αντι-μαγνητισμού. Σε έναν σκληρό δίσκο, ο οποίος χρησιμοποιεί σιδηρομαγνητισμό, κάθε άτομο ενός μαγνητικού bit βλέπει προς την ίδια κατεύθυνση, δημιουργώντας ένα μαγνητικό πεδίο («βόρεια», «νότια») που μετράται από την κεφαλή και μετατρέπεται σε δυαδική τιμή. Το πρόβλημα με αυτό είναι ότι χρειάζεστε χιλιάδες ή εκατομμύρια σιδηρομαγνητικών ατόμων για να δημιουργήσετε ένα αρκετά μεγάλο μαγνητικό πεδίο. Με τον αντι-μαγνητισμό, τα άτομα ενός μαγνητικού bit είναι ευθυγραμμισμένα με τέτοιο τρόπο ώστε το άθροισμα του μαγνητικού πεδίου να είναι μηδέν. Αυτό είναι δύσκολο να περιγραφεί - είναι ευκολότερο αν κοιτάξετε απλώς την εικόνα στα δεξιά ή παρακολουθήσετε το βίντεο που είναι ενσωματωμένο παρακάτω.

Με ένα αντιφιρομαγνητικό bit, αν αναστρέψετε ένα άτομο σιδήρου με ένα STM, κάθε άλλο άτομο αλλάζει για να διατηρήσει την ισορροπία. Εξαιτίας αυτού, κοιτάζετε το πάνω αριστερό άτομο του μαγνητικού bit (χρησιμοποιώντας ένα ST) και επεξεργάζεστε αμέσως τη δυαδική τιμή. Voila - ένα μαγνητικό κομμάτι 12 ατόμων που μπορείτε να διαβάσετε και να γράψετε.

Η πρόκληση τώρα, ωστόσο, είναι να βρούμε έναν τρόπο μαζικής παραγωγής φύλλων χαλκού με συστοιχίες με ακριβώς ευθυγραμμισμένα άτομα σιδήρου. Δεν θα χρειαζόταν τεχνικά STM μεγέθους δωματίου για να χειριστούμε αυτά τα bytes μεγέθους ατόμου, αλλά θα πρέπει να βρούμε έναν τρόπο σύνδεσης καλωδίων σε αυτές τις μικροσκοπικές κατασκευές, οι οποίες είναι πολύ πιο πέρα Τεχνολογία ημιαγωγών αιχμής 22nm. Ευτυχώς για τον Heinrich, όταν ο τίτλος της δουλειάς σας είναι επικεφαλής ερευνητής της Ατομικός Αποθήκευση, δεν χρειάζεται να ασχολείστε με αυτά τα ελάχιστα - μπορείτε να το αφήσετε στους αδίστακτους νανοτεχνολογία flunkies για να τακτοποιήσετε.

Copyright © Ολα Τα Δικαιώματα Διατηρούνται | 2007es.com