Innovatie & Strategie

Storage
IBM Scanning Tunneling Microscoop

IBM slaat bits atoom voor atoom op

Hedendaagse hard drives gebruiken 10.000 atomen per bit, maar dat is dus niet de ondergrens.

Christopher Lutz van IBM Research Almaden bij de scanning tunneling microscoop waarmee een magneet van 1 atoom werd gemaakt. © IBM CC BY-ND 2.0 Stan Olszewski
10 maart 2017

Hedendaagse hard drives gebruiken 10.000 atomen per bit, maar dat is dus niet de ondergrens.

IBM heeft een doorbraak weten te bereiken bij magnetische opslag: ze hebben een magneetje weten te construeren dat slechts 1 atoom groot is.

De volledige beschrijving van de ontwikkeling is gepubliceerd in Nature,in een artikel dat alleen toegankelijk is voor abonnees. Maar uit een uittreksel dat verspreid is onder Amerikaanse media, wordt duidelijk dat IBM het kunststukje gepresteerd heeft met gebruik van Holmium-atomen van 200 picometer groot. Holmium heeft van alle natuurlijke elementen het grootste magnetisch moment.

Geplaatst op een onderlaag van magnesiumoxide heeft dit element de eigenaardigheid, dat het twee stabiele magnetische toestanden kan aannemen die een verschillende weerstand hebben. Met behulp van een scanning tunneling microscoop - ook een uitvinding van IBM, maar al weer 30 jaar oud - wisten de onderzoekers het atoom te schakelen van de ene in de andere stand. Dat vergde een spanning van 150 millivolt bij 10 microampère. Daarmee zijn een logische 1 en 0 te definiëren, die ook weer met de microscoop uit te lezen waren op een spanning van 75 millivolt. Met een ijzeratoom in de buurt van het Holmium-atoom bewezen de onderzoekers dat er ook werkelijk sprake was van een verandering in de magnetisatie.

Een tweede belangrijk onderzoeksresultaat was, dat de onderzoekers het effect onafhankelijk van elkaar wisten te bewerkstelligen bij 2 Holmium-atomen. Dat ging goed tot een afstand van 1 nanometer. Daarmee is aangetoond dat het in principe mogelijk moet zijn om een geheugen met atomaire bits te bouwen. Dat zou volgens de onderzoekers bijvoorbeeld in staat zijn 35 miljoen liedjes op te slaan op een oppervlak met de grootte van een pinpas.

Of het ook realiteit wordt in een product, dat is een andere vraag. IBM haalde het kunststukje uit met dure precisie-apparatuur en onder ultralage temperaturen. Maar dat maakt de prestatie er niet minder om. En IBM verwacht dat de vinding zeker zal bijdragen aan verdere miniaturisatie van magnetische opslagsystemen:

Lees meer over
Zie ook Innovatie & Strategie op AG Connect Intelligence

Reactie toevoegen