Каждое нововведение в любой области начинается с фундаментальных исследований, которые закладывают основу для будущих изобретений. Уже сейчас становится понятно, что носители информации в современном виде перестанут существовать, как это произошло когда-то с дискетами и перфокартами. Некоторые компании (например, Microsoft) активно ведут исследования по созданию ДНК-памяти, а вот IBM решила пойти другим путем и начать разработку накопителей, в которых носителями информации будут выступать атомы меди.

Как сообщает издание Nature Nanotechnology, подразделение IBM Research занимается изысканиями в сфере медного магнетизма. Вообще, как известно, при обычных условиях медь не обладает магнитными свойствами, но в свежем исследовании ученые IBM Кристофер Лутц и Кай Янг продемонстрировали, что они могут контролировать магнетизм ядра одного атома, используя ядерно-магнитный резонанс и сканирующий туннельный микроскоп.

«Мы проводим фундаментальные исследования в области нанотехнологий. Это первый случай, когда мы можем видеть атом и перемещать его, используя сканирующий туннельный микроскоп. Мы научились управлять магнитным состоянием ядра.»

Основное условие для появления медного магнетизма — изоляция одного атома меди от соседних, что и позволяет сделать сканирующий туннельный микроскоп.

Как пояснил доктор Лутц: «Это двухэтапный процесс. Сначала нам нужно выровнять атом, чтобы не указывал в случайных направлениях. Для этого мы применяем радиоволны, исходящие из кончика острой металлической иглы. Радиоволны настроены точно на собственную частоту ядра. На втором этапе мы получаем доступ к ядру с электрическим током от наконечника.»

Схематичное изображения ядерного магнетизма одного атома меди

Кроме того, ученые утверждают, что атом меди имеют 4 разных квантовых состояния, а это означает, что у них может получится не просто «атомарная память», но и память нового типа. К примеру, сейчас такая магнитная память, как MRAM (магниторезистивная оперативная память) сохраняет данные только благодаря 2 состояниям.

«В устройстве с двумя состояниями магнитная ориентация дает нам единицу или ноль. Здесь мы имеем ячейку в сто тысяч раз меньше, но с гораздо большим количеством вариантов. Наши следующие шаги будут заключаться в создании массивов магнитных атомов меди. Мы уже начали практиковать сборку атомов.»