Minste harddisk til dato skriver information atom for atom

Hver dag, det moderne samfund skaber mere end en milliard gigabyte nye data. For at gemme alle disse data, det bliver stadig vigtigere, at hver enkelt bit optager så lidt plads som muligt. Et team af forskere ved Kavli Institute of Nanoscience ved Delft University reducerede opbevaringen til den ultimative grænse:De lagrede en kilobyte (8, 000 bits) repræsenterer hver bit ved positionen af ​​et enkelt chloratom. "I teorien, denne lagertæthed ville tillade alle bøger, der nogensinde er skabt af mennesker, at blive skrevet på et enkelt poststempel, "siger hovedforsker Sander Otte. De nåede en lagertæthed på 500 Terabits per kvadrattomme (Tbpsi), 500 gange bedre end den bedste kommercielle harddisk, der findes i øjeblikket.

Hans team rapporterer om denne udvikling i Naturnanoteknologi mandag den 18. juli.

Feynman

I 1959, fysiker Richard Feynman udfordrede sine kolleger til at konstruere verden i mindst mulig skala. I hans berømte foredrag Der er masser af plads i bunden, han spekulerede i, at hvis vi havde en platform, der tillod os at arrangere individuelle atomer i et nøjagtigt ordnet mønster, det ville være muligt at gemme et stykke information pr. atom. For at ære den visionære Feynman, Otte og hans team kodede et afsnit af Feynmans foredrag om et område på 100 nanometer bredt.

Glidende puslespil

Teamet brugte et scanning tunneling microscope (STM), som bruger en skarp nål til at undersøge atomernes atomer på en overflade en efter en. Forskere kan bruge disse sonder til at skubbe atomerne rundt. "Du kan sammenligne det med et glidende puslespil, "Forklarer Otte." Hver bit består af to positioner på en overflade af kobberatomer, og et kloratom, som vi kan glide frem og tilbage mellem disse to positioner. Hvis chloratomet er i øverste position, der er et hul under det - vi kalder dette et. Hvis hullet er i øverste position, og chloratomet er i bunden, så er boret et nul. "Fordi chloratomer er omgivet af andre chloratomer, undtagen nær hullerne, de holder hinanden på plads. Derfor er denne metode med huller meget mere stabil end metoder med løse atomer, og mere velegnet til datalagring.

Koder

Forskerne fra Delft organiserede deres hukommelse i blokke på otte bytes (64 bit). Hver blok har en markør, lavet af den samme type huller som rasteret af kloratomer. Inspireret af de pixelerede firkantede stregkoder (QR -koder), der ofte bruges til at scanne billetter til fly og koncerter, disse markører fungerer som miniature QR -koder, der indeholder oplysninger om blokens præcise placering på kobberlaget. Koden angiver også, om en blok er beskadiget - f.eks. på grund af en lokal forurening eller en fejl i overfladen. Dette gør det muligt let at skalere hukommelsen til meget store størrelser, selvom kobberoverfladen ikke er helt perfekt.

Datacentre

Den nye tilgang giver fremragende udsigter med hensyn til stabilitet og skalerbarhed. Stadig, denne type hukommelse bør ikke forventes snart i datacentre. Otte:"I sin nuværende form, hukommelsen kan kun fungere under meget rene vakuumforhold og ved flydende nitrogentemperatur (77 K), så den faktiske lagring af data i atomskala er stadig et stykke væk. Men gennem denne præstation er vi bestemt kommet et stort skridt tættere på. "