Физики побили рекорд плотности записи информации

Внешний вид модуля памяти. Каждая ячейка — один атом

TU Delft

Физики из Университета Дельфта реализовали устройство с рекордно высокой плотностью информации — для кодирования одного бита используется всего лишь несколько атомов. Такая технология позволит записать в одном квадратном сантиметре поверхности около 10 терабайт информации, а на площади традиционных жестких дисков можно будет уместить тысячи терабайт. Исследование опубликовано в журнале Nature Nanotechnology, кратко о нем сообщает Gizmodo.

Ученым удалось создать модуль памяти объемом в один килобайт. В его основе лежит атомарно плоская пластинка из монокристалла меди. Авторы выстраивали на ее поверхности конструкции из атомов хлора — те формировали идеальную квадратную решетку. С помощью расположения «дырок» в решетке авторы кодировали биты в строках. Для записи и перезаписи информации авторы перемещали единичные атомы с помощью иглы сканирующего туннельного микроскопа. 

Это устройство — крупнейший объект, созданный человечеством с помощью манипуляции единичными атомами. По словам ученых, плотность записи в нем по меньшей мере в 500 раз превышает максимально доступную в передовых технологиях записи информации.

Информация организована на модуле следующим образом. Биты выстроены в линии, толщиной в три атома. Лишь два верхних ряда используются для записи «нулей» и «единиц» — нижний ряд отделяет строки из битов. На чипе отдельные биты организованы в группы по восемь байт — 64 бита. Каждый из таких блоков помечен специальной конструкцией из «дырок» — она показывает, активен блок, или же он «битый».

Ученые использовали модуль для записи в нем различных фраз — текста лекции Ричарда Фейнмана «Там внизу много места» и «Происхождения видов» Чарльза Дарвина. Скорость записи модуля невелика, на его полную перезапись требуется несколько минут. Для сохранения работоспособности модуль требует охлаждения до низких температур — ученые продемонстрировали хранение информации на протяжении 40 часов при 77 кельвинах. Это соответствует температурам жидкого азота. Кроме того, атомарная память требует высокого вакуума и чистоты.

Современные магнитные носители информации, такие как HDD, обладают фундаментальным ограничением на предел плотности записи. Оно соответствует минимальному размеру магнитного домена. Для того, чтобы его обойти ученые ищут другие носители информации. К примеру, хранить данные можно в ДНК — недавно в ее молекулах записали около 200 мегабайт данных. Но и в традиционных магнитных материалах еще есть потенциал роста — использование ячеек, способных находиться в одном из шести, а не двух состояний.

Владимир Королёв

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.