Новая память – 12 атомов на один бит.

Подробности

Опубликовано 19.02.2012 14:39

Просмотров: 2929

Объемы современных носителей информации поражают воображение. А ведь еще 15-20 лет тому назад об этом можно было только мечтать.

Объемы современных носителей электронной информации просто поразительны. А ведь еще несколько десятков лет тому назад об этом можно было только мечтать. Достижения современной науки в области микроэлектроники сумели еще больше поразить сознание людей созданием опытного образца памяти, в которой 1 бит информации занимает небольшую ячейку размером всего 4 на 16 нм (всего 12 атомов). Таким образом, для создания подобной ячейки, способной хранить 1 Мб данных, понадобится 96 атомов. Даже в суперсовременных жестких дисках и накопителях на флэш-памяти сегодня применяются технологии, позволяющие разместить 1 Мб данных в ячейке из более чем 500 млн. атомов.

Ученые из Германии совместно с специалистами из IBM спроектировали и сконструировали первый опытный образец подобной ячейки памяти в лабораторных условиях путем манипуляций отдельно взятыми атомами при помощи туннельного сканирующего микроскопа. Таким образом, современным ученым удалось выстроить микроскопические частицы в плотный массив атомов с размерами 2 на 6 атомов.

Как говорят исследователи, 12 атомов – это оптимальное количество частиц для хранения 1 бита информации, когда законы квантовой физики еще не слишком искажают состояние системы. Каждая пара магнитных рядов может иметь всего два возможных магнитных состояния, то есть логическое 0 (нет сигнала) или 1 (есть сигнал). Чувствительная игла туннельного микроскопа способна заряжать или разряжать атомы при помощи электромагнитных импульсов, тем самым записывая или изменяя информацию. Считывать же информацию можно с помощью более слабых импульсов.

Как известно, что все современные жесткие диски работаю по принципу ферромагнитных свойств материала, в то время как новое устройство работает по обратному принципу – антиферромагнетизма. Магнитные моменты выстроенных в плотную группу атомов направлены противоположно друг другу, поэтому в такой системе не наблюдается сильного магнетизма. Именно такое выгодное для исследователей свойство атомной группы позволило разместить каждый атомы на ничтожно малом расстоянии друг от друга в 1 нм.

Прежде чем опытный образец ученых позволит внедрить изобретение в массовое производство, придется решить еще немало очень сложных вопросов. Например, полученный прототип способен работать лишь при температуре, близкой к абсолютному нулю. Однако ученые планируют увеличить размер ячейки до 200 атомов, тем самым доведя рабочую температуру устройства до комнатной. Даже две сотни атомов на 1 бит – это значительно компактнее, чем у современных устройств хранения информации.