Создан механизм, позволяющий хранить информацию в одном атоме

Ученые из Университета Рэдбуда обнаружили новый механизм магнитного хранения информации в мельчайшей единице вещества: одном атоме. Несмотря на то, что доказательство принципа было продемонстрировано при очень низких температурах, этот механизм обещает функционировать и при комнатной температуре. Таким образом, можно будет хранить в тысячи раз больше информации, чем сейчас на жестких дисках. Результаты работы были опубликованы в Nature Communications.

Когда вы выходите на уровень одного атома, магнитные атомы становятся нестабильными. «Постоянный магнит определяет наличие северного и южного полюса, которые остаются в одной ориентации», говорит профессор Александр Хачетурян. «Но когда вы доходите до одного атома, северный и южный полюса атома начинают меняться и не знают, в каком направлении указывать, потому что становятся чрезвычайно чувствительными к своему окружению. Если вы хотите, чтобы в магнитном атоме хранилась информация, он не должен метаться. В течение последних десяти лет ученые задавались вопросом: сколько атомов нужно, чтобы стабилизировать магнит, чтобы атом перестал колебаться, и как долго можно хранить в нем информацию, прежде чем атом снова закрутится? За последние два года ученые из Лозанны и IBM выяснили, как удержать атом от переворачивания, и показали, что один атом может выступать в роли памяти. Для этого им пришлось использовать очень низкие температуры — -233 градуса Цельсия. Это сильно ограничивает применение технологии».

Ученые из Университета Рэдбуд предприняли другой подход. Выбирая специальный субстрат — полупроводниковый черный фосфор — они обнаружили новый способ хранения информации в отдельных атомах кобальта, что решает традиционные проблемы с нестабильностью. Используя сканирующий туннельный микроскоп, когда острый металлический щуп перемещается по поверхности на расстоянии всего нескольких атомов, они «увидели» одиночные атомы кобальта на поверхности черного фосфора. Им также удалось непосредственно показать, что отдельными атомами кобальта можно манипулировать, вводя их в одно из двух битовых состояний.