Ученые создали самый маленький бит магнитной памяти, состоящий из единственного атома

Несмотря на то, что современные технологии развиваются "семимильными шагами", основной технологией, с помощью которой хранится подавляющее большинство данных, которыми оперирует сегодня человечество в целом, является технология магнитной записи. Скорости работы и объемы жестких дисков все время увеличиваются, но их основа - технология магнитной записи и хранения данных, остается практически неизменной, такой же, как и 20-30 лет назад. Но и в направлении развития технологий магнитной записи учеными делается достаточно много, основной задачей, которую пытаются решить учеными, является увеличение показателя плотности записи информации на единицу поверхности носителя. Этого можно достичь, уменьшив размеры физической области носителя, в которой храниться один бит данных и сократив промежутки, разделяющие области хранения отдельных бит.

В прошлом году ученым компании IBM удалось создать области хранения бита информации, "магнитные биты", состоящие всего из 12 атомов. Приблизительно в тоже самое время ученым из Технологического института Карлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology, KIT) удалось создать свой вариант самого маленького магнитного бита, который состоял из единственной молекулы, а в этом году той же группе ученых из KIT удалось продемонстрировать очередной огромный рывок в сторону миниатюризации технологий магнитной записи, они создали магнитный бит, состоящий из единственного чужеродного атома, расположенного на поверхности из определенного материала, который оказался способнее сохранять устойчивым свой момент вращения в течение 10 минут.

"Единственный атом магнитного материала, закрепленный на основании из немагнитного материала, как правило, является настолько чувствительным к внешним воздействиям, что его магнитная ориентация сохраняется стабильной в течение микросекунд времени или даже еще меньше" - рассказывает Валф Валфхекель (Wulf Wulfhekel), ученый из KIT, - "Магнитный момент атома дестабилизируется взаимодействием с электронами материала основания, вращением ядер атомов этого материала и температурными колебаниями его кристаллической решетки. Поэтому для обеспечения надежного хранения информации даже сегодня еще требуются магнитные домены, состоящие из миллионов атомов".

Основой "атомного бита", созданного учеными из KIT, является атом гольмия, закрепленный на основании из платины. При температуре, близкой к абсолютному нулю, на уровне 1 градуса по шкале Кельвина, этот атом не был подвержен воздействию собственных температурных колебаний, ни колебаний кристаллической решетки материала основания. Используя наконечник сканирующего туннельного микроскопа, ученые задали определенную ориентацию магнитного момента этого атома, который определялся направлением его вращения. С помощью того же самого микроскопа ученые производили измерения этого момента, которые показали, что атом оставался в стабильном состоянии приблизительно 10 минут, "приблизительно в миллиард раз дольше, чем это достигалось в других сопоставимых атомарных системах" - заявил Валф Валфхекель.

Хотя говорить о практическом применении данного достижения ученых из KIT еще крайне рано, это достижение открывает не только возможности для проектирования более компактных устройств магнитной записи и хранения информации, эффект длительного сохранения магнитного момента атома можно будет использовать в квантовых вычислительных и коммуникационных устройствах будущего, которые неизбежно придут на смену нынешним электронным устройствам.