IBMはバイナリデータをわずか12アトムに格納します

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IBM Researchは、鉄原子が12原子のデータの1磁気ビット、および96原子のデータ全体を正常に格納しました。これは、最大のハードドライブプラッターやフラッシュメモリチップよりも少なくとも100倍高密度のストレージ密度を表しています。

IBM Research Almaden(カリフォルニア)のAndreas Heinrich率いるチームは、一番下から最小の磁気ビットの探索を始めました。既知の記憶媒体から始めて、それを改善する方法を探す代わりに-ムーアの法則に準拠する業界の標準的なアプローチ-ハインリッヒと彼のチームは、可能な限り小さな単位-原子-から始まり、最小までの道を築きました。安定した磁気ビットを実現しました。



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Heinrich&Co.は、鉄原子が「臨界貯蔵質量」に到達するまで、一度に1つずつ、銅基板上に鉄原子の配列を構築しました。これは、磁性を安定して保持するのに十分な原子です。低温では、この数は12です。室温での数は約150です。それほど印象的ではありませんが、既存のハードドライブやシリコンよりも1桁優れています(MRAM)ストレージソリューション。

ここまでは順調ですね。だが どうやって IBMの研究者たちはこのような正確さで単一の原子を操作しましたか?そして、おそらくもっと重要なこととして、これらの12原子ビットをどのように読み書きしたのでしょうか?答え、 多くのように 現代の偉業 ナノエンジニアリングのは、走査型トンネル顕微鏡(STM)です。 STMは、小さな電流を使用して原子レベルで構造を画像化、測定、操作できる、非常に非常に小さな先端を持つ部屋サイズのデバイスです。



バイナリビットを格納するために使用される反強磁性まず、STMを使用して銅の基板上に鉄原子を配置します—比較的簡単な作業だとハインリッヒは言います。次に、STMを使用して特定の原子の磁性を測定し、磁性ビットのバイナリ値が0または1かどうかを確認します。これは、聞こえるより少し注意が必要で、反強磁性を使用する必要があります。強磁性を使用するハードドライブでは、磁気ビットのすべての原子が同じ方向を向き、ヘッドによって測定されてバイナリ値に変わる磁場(「北」、「南」)を作成します。この問題は、十分な大きさの磁場を作成するために数千または数百万の強磁性原子を必要とすることです。反強磁性では、磁気ビットの原子は、合計磁場がゼロになるように整列されます。これを説明するのは難しいです。右側の写真を見るか、下に埋め込まれたビデオを見ると簡単です。

反強磁性ビットを使用すると、STMで1つの鉄原子を反転すると、他のすべての原子が切り替えられて平衡状態が維持されます。このため、(STを使用して)磁気ビットの左上のアトムを見て、即座にバイナリ値を計算します。 Voila —読み取りと書き込みが可能な12原子の磁気ビット。

しかし、現在の課題は、正確に整列した鉄原子の配列を備えた銅のシートを大量生産する方法を見つけることです。技術的にはこれらの原子サイズのバイトを操作するために部屋サイズのSTMは必要ありませんが、これらの小さな構造にワイヤを接続する方法を見つける必要があります。 最先端の22nm半導体技術。ハインリッヒにとって幸いなことに、役職が主任調査官 原子 ストレージ、そんな細かいことに気を使う必要はありません—暗闇に任せてください ナノテク 整理するフランキー。



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