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IBM stocke des données binaires sur seulement 12 atomes – High-teK.ca

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IBM Research a réussi à stocker un bit de données magnétique avec seulement 12 atomes de fer et un octet complet de données dans 96 atomes. Cela représente une densité de stockage au moins 100 fois supérieure à celle des plus grands plateaux de disque dur ou des puces de mémoire flash.

L’équipe, dirigée par Andreas Heinrich d’IBM Research Almaden (Californie), a commencé sa recherche du plus petit bit magnétique de bas en haut. Au lieu de commencer avec un support de stockage connu et de chercher un moyen de l’améliorer – l’approche standard pour les industries régies par la loi de Moore – Heinrich et son équipe sont partis de la plus petite unité possible – un atome – et ont construit leur chemin jusqu’à la plus petite, bit magnétique stable a été atteint.

Bit 12 atomes d'IBM, en fausse couleur

Heinrich & Co. a littéralement construit un réseau d’atomes de fer sur un substrat de cuivre, un à la fois, jusqu’à ce que les atomes de fer atteignent une « masse de stockage critique » – suffisamment d’atomes pour conserver leur magnétisme de manière stable. À basse température, ce nombre est de 12 ; à température ambiante, le nombre est d’environ 150 – pas aussi impressionnant, mais toujours un ordre de grandeur meilleur que n’importe quel disque dur ou silicium existant (MRAM) solution de stockage.

Jusqu’ici tout va bien. Mais comment les chercheurs d’IBM ont-ils manipulé des atomes uniques avec une telle précision – et, peut-être plus important encore, comment ont-ils lu et écrit ces bits de 12 atomes ? La réponse, comme beaucoup exploits modernes de la nanoingénierie, est un microscope à effet tunnel (STM). Un STM est un appareil de la taille d’une pièce avec une très, très petite pointe qui peut imager, mesurer et manipuler des structures au niveau atomique à l’aide d’un petit courant électrique.

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Antiferromagnétisme utilisé pour stocker un bit binaireD’abord, le STM est utilisé pour disposer les atomes de fer sur le substrat de cuivre – une tâche relativement facile, nous dit Heinrich. Ensuite, le STM est utilisé pour mesurer le magnétisme d’un atome donné pour voir si le bit magnétique a une valeur binaire de 0 ou 1. Ceci est légèrement plus délicat qu’il n’y paraît et nécessite l’utilisation de l’antiferromagnétisme. Sur un disque dur, qui utilise le ferromagnétisme, chaque atome d’un bit magnétique fait face à la même direction, créant un champ magnétique (« nord », « sud ») qui est mesuré par la tête et transformé en une valeur binaire. Le problème avec cela est que vous avez besoin de milliers ou de millions d’atomes ferromagnétiques pour créer un champ magnétique suffisamment grand. Avec l’antiferromagnétisme, les atomes d’un bit magnétique sont alignés de telle manière que la somme du champ magnétique est nulle. C’est difficile à décrire – c’est plus facile si vous regardez simplement l’image à droite ou regardez la vidéo intégrée ci-dessous.

Avec un bit antiferromagnétique, si vous retournez un seul atome de fer avec un STM, tous les autres atomes commutent pour maintenir l’équilibre. Pour cette raison, vous regardez l’atome en haut à gauche du bit magnétique (à l’aide d’un ST) et vous calculez instantanément la valeur binaire. Voila – un bit magnétique à 12 atomes que vous pouvez lire et écrire.

Le défi maintenant, cependant, est de trouver un moyen de produire en masse des feuilles de cuivre avec des réseaux d’atomes de fer alignés avec précision. Vous n’auriez pas techniquement besoin d’un STM de la taille d’une pièce pour manipuler ces octets de la taille d’un atome, mais nous aurions besoin de trouver un moyen d’attacher des fils à ces minuscules structures, qui sont bien au-delà technologie de semi-conducteur 22 nm de pointe. Heureusement pour Heinrich, lorsque votre titre de poste est Enquêteur principal de Atomique Stockage, vous n’avez pas à vous soucier d’une telle minutie – vous pouvez laisser cela aux crétins nanotechnologie larbins à trier.

https://www.youtube.com/watch?v=hpKMShooDBo

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