Pagamintas mažiausias pasaulyje magnetinių duomenų saugojimo elementas

Publikuota: 2012 m. sausio 16 d. pirmadienis

Mokslininkai iš IBM ir Vokietijos Laisvųjų elektronų lazerių tyrimo centro (Center for Free–Electron Laser Science, CFEL) sukūrė mažiausią pasaulyje duomenų saugojimo vienetą. Jam panaudoti tik dvylika atomų vienam  bitui informacijos išsaugoti, o vienas baitas (8 bitai) informacijos telpa į vos 96 atomus. Palyginimui, šiuolaikiniuose kietuosiuose diskuose vienam baitui informacijos išsaugoti naudojami daugiau nei pusė milijardo atomų.

Nanometrinio dydžio duomenų saugojimo elementas buvo sukurtas skanuojančiu tuneliniu mikroskopu sudedant geležies atomus į tvarkingas eilutes, kurių kiekvienoje – po šešis geležies atomus. Dviejų eilučių pakako išsaugoti vienam bitui informacijos, o vienam baitui – aštuonių eilučių po šešis atomus. Tokio elemento dydis – vos 4 x 16 nanometrų, o tai atitinka informacijos tankį, šimtus kartų viršijantį šiuolaikinį kietąjį diską.

Duomenys įrašomi ir nuskaitomi taip pat tuneliniu mikroskopu. Kiekviena atomų pora gali turėti dvi magnetines būsenas, atitinkančias reikšmes 0 arba 1, o elektrinis mikroskopo impulsas gali jas pakeisti. Silpnesnis elektrinis impulsas leidžia šias būsenas nuskaityti. Tiesa, kol kas atomų poros – nanomagnetai – yra stabilios tik esant labai žemai, vos 5 Kelvinų laipsnių temperatūrai, o tai  minus 268 laipsniai Celsijaus. Mokslininkai tikisi, kad didesnės atomų grupės, sudarytos iš maždaug 200 atomų, turėtų būti stabilios ir kambario temperatūroje.

Pirmą kartą mokslininkams pavyko panaudoti vieną iš feromagnetizmo reiškinių duomenų saugojimui, vadinamą antiferomagnetizmu.

Skirtingai nuo feromagnetizmo, kuris panaudojamas įprastiniuose diskuose, antiferomagnetinės medžiagos gretimų atomų magnetiniai sukiniai yra priešingos krypties ir vienas kitą neutralizuoja, todėl pati medžiaga nėra įmagnetinta.
Tačiau būtent šis būdas leido antiferomagnetiko atomus sudėlioti taip arti vienas kito, jiems vienas kito nepaveikiant.

„Žvelgiant į nuolatinį elektronikos komponentų mažėjimą, mes norėjome patikrinti, ar jie gali būti miniatiūrizuoti iki pat atominio lygmens, tačiau pasirinkome kitą būdą nei mikroelektronikoje – pradėjome nuo mažiausio elemento, ir sukūrėme magnetinę atmintį, manipuliuodami atskirais atomais. Tokį tikslumą yra įvaldę tik kelios mokslinių tyrimų grupės visame pasaulyje, – teigė IBM tyrėjas Andreas Heinrich. – Mes išbandėme, kokio dydžio turėtų būti atminties elementas, kad jis pradėtų veikti, ir pasirodė, kad tai dvylika atomų. Žemiau šios ribos kvantiniais efektai jau ištrina saugomą informaciją.“

Šiuo eksperimentu ne tik pavyko sukurti mažiausią magnetinių duomenų saugojimo vienetą, tačiau ir sukurti sąlygas nagrinėti, kada ir kaip įvyksta perėjimas iš  klasikinės į  kvantinės fizikos dėsnius, kuo skiriasi kvantiniai ir klasikiniai magnetai ir kaip jie elgiasi ant šių dviejų sričių ribos.

Šaltinis: mokslasplius.lt
Kopijuoti, platinti, skelbti bet kokią portalo News.lt informaciją be raštiško redakcijos sutikimo draudžiama.

facebook komentarai

Naujas komentaras


Captcha

susiję straipsniai

Populiariausi straipsniai

LEU dalyvaus konferencijoje-festivalyje „Studfestas“

Spalio 14 d. „Siemens“ arenoje (Vilnius) vyks konferencija-festivalis „Studfestas“, padėsiantis moksleiviams atsakyti į klausimus apie studijas ir karjerą. Ką daryti baigus mokyklą, kokias studijas rinktis? skaityti »

Vilniaus universiteto profesoriui V. Šikšniui įteikta elitinė „Warren Alpert” premija

Vilniaus universiteto Biotechnologijos instituto profesoriui Virginijui Šikšniui Harvardo universiteto (JAV) Medicinos mokykloje oficialiai įteikta elitine laikoma „Warren Alpert” fondo premija už reikšmingą indėlį į bakterijų CRISPR antivirusinės apsaugos sistemos pažinimą. skaityti »

KTU gimnazistams – moderniausia mokymosi bazė

Kauno technologijos universiteto gimnazijoje (KTUG) pamokos nuo šiol bus dar įtaigesnės ir įdomesnės. Šią savaitę duris atvėrė naujos fizikos, biologijos, informatikos ir chemijos klasės, kuriose įdiegtos išmaniosios technologijos, bei įrengta chemijos laboratorija. skaityti »

VDU daugiafunkcis centras – atviras Lietuvai ir pasauliui

Vytauto Didžiojo universitetas atidarė naują, darnaus vystymo principus atitinkantį daugiafunkcį mokslo ir studijų centrą, kuris atviras ne tik visai akademinei bendruomenei, mokslo ir inovacijų kūrėjams, bet ir pasaulio lietuviams bei plačiajai visuomenei. skaityti »

Vilniaus universitetas Nobelio premijos lūkesčius atideda netolimai ateičiai

Pirmą kartą Lietuvos istorijoje tiek žmonių gyvai stebėjo transliaciją iš Švedijos karališkosios mokslų akademijos, kur buvo skelbiami Chemijos premijos laureatai. skaityti »

Gyvybės mokslų studijoms VU – naujos „Thermo Fisher Scientific“ investicijos

Spalio 5 d. Jungtiniame gyvybės mokslų centre (JGMC) įvyko „Thermo Fisher Scientific“ Mokslo diena. Šią dieną „Thermo Fisher Scientific“ pažymėjo dovanodama Vilniaus universitetui (VU) naujausią tyrimų įrangą už 220 tūkst. eurų. skaityti »

Ar dirbtinis intelektas pakeis šiandienos pedagogą?

Kokius iššūkius, reaguodamas į naujosios mokinių kartos mokymosi poreikius, turi būti pasirengęs sutikti šiandienos mokytojas? skaityti »

Keisis mokytojų darbo sąlygos

Per ateinančius kelerius metus bus siekiama įvesti etatinį mokytojų darbo apmokėjimą, mokytojus, dirbančius nedidelėse mokyklose ar turinčius mažą darbo krūvį, skatinti įgyti papildomą kvalifikaciją. skaityti »

JAV ambasada kviečia teikti paraiškas FLEX moksleivių mainų programai

Jungtinių Amerikos Valstijų ambasada Lietuvoje ir Amerikos Tarptautinio švietimo taryba kviečia visus moksleivius dalyvauti FLEX programos konkurse. skaityti »

Nobelio fizikos premijos vertas atradimas atveria kelius naujoms medžiagų būsenoms

Nobelio fizikos premiją pasidalijo trys JAV mokslininkai: Davidas J. Thoulessas, F. Duncanas M. Haldane‘as ir J. Michaelas Kosterlitzas už atrastus topologinius fazinius virsmus medžiagoje. Mokslininkai pasiūlė modelius, kaip šie virsmai galėtų pasireikšti. skaityti »