IBM придумала пам'ять нового типу з накопичувачем розміром в один атом

Вчені з IBM придумали новий спосіб управління магнітними властивостями міді. У перспективі напрацювання в цій галузі можуть виявитися корисними при створенні мікросхем незалежній пам'яті, в яких осередок пам'яті «уміщається» в одному атомі металу і здатна зберігати в кілька разів більшу кількість інформації в порівнянні з існуючими аналогами. Про це йдеться в роботі, опублікованій дослідниками з IBM, доктором Крістофером Луцем (Christopher Lutz) і доктором Каєм Янгом (Kai Yang) в виданні Nature Nanotechnology, передає СNews. У своїй статті вчені описали методику контролю магнітних властивостей ядра одиночного атома міді за допомогою ядерного магнітного резонансу (ЯМР) - явища, технології на основі якого широко використовуються хіміками для вивчення структури речовини, а також в медицині - для проведення неінвазивного дослідження внутрішніх органів пацієнтів (ЯМР -спектроскопія, МРТ - Магнітно-резонансна томографія). Домогтися ЯМР в міді дослідникам вдалося за допомогою скануючого тунельного мікроскопа, зонд якого, що вдає із себе металеву голку товщиною в десяті частки нанометра, дозволив переміщати, ізолювати поодинокі атоми зразка і правильно розташовувати їх ядра в просторі. Ізоляція елементарної частинки від «сусідів», як з'ясувалося, - неодмінна умова виникнення у міді магнітних властивостей. Вивчивши ізольований атом міді, вчені виявили, що магнітна орієнтація ядра безпосередньо пов'язана з магнітною орієнтацією знаходиться поза ядра електрона. Цей зв'язок може дозволити записувати і зчитувати інформацію завдяки зміні орієнтації магнітного поля ядра, яку забезпечує тунельний струм мікроскопа. Свою увагу дослідники звернули на мідь якраз через наявність сильного зв'язку між ядром і зовнішніми електронами. Ядерний магнетизм в атомі міді в поданні художника. Конуси зображують різну орієнтацію магнітного поля ядра (зліва) і електрона (праворуч). Магнітна зв'язок між ядром і електроном позначена червоною пружиною. Зонд мікроскопа (зверху над електроном) управляє магнітними властивостями атома. Крістофер Луц зазначив, що ядро ​​атома міді має чотири квантових стани. Потенційно це дозволяє одноатомної мідної осередку пам'яті зберігати чотири біта інформації одночасно. Для порівняння: сучасні зразки магніторезистивної оперативної пам'яті (MRAM) зберігають лише один біт даних в осередку, при цьому вона містить сотні тисяч атомів феромагнетика. Фахівці відмовилися висловлювати припущення про можливі терміни початку комерційного застосування результатів їх дослідження, оскільки проект в даний час знаходиться на дуже ранній стадії. На наступному етапі своїх досліджень Луц і Янг планують приступити до створення цілих масивів з «намагнічених» мідних атомів.