Сегодня компания IBM объявила о двух важных достижениях в области нанотехнологий, касающихся молекулярного хранения данных.

В первом отчете специалисты IBM сообщили об успехах в области считывания магнитной анизотропии отдельных атомов. Фундаментальные исследования в области магнитной диагностики наносистем просто необходимы для дальнейших разработок устройств хранения данных, в которых ячейками для хранения битов информации послужат отдельные атомы.

Причина магнитной анизотропии заключается в анизотропном характере магнитного взаимодействия между атомными носителями магнитного момента в различных веществах. До сегодняшнего дня никто не мог измерить магнитную анизотропию отдельного атома.

Сначала ученые с помощью специального сканирующего туннельного микроскопа «выстроили» отдельные атомы железа на медной подложке, рассказывает Жан-Лука Бона (Gian-Luca Bona) специалист из IBM Almaden Research Center в Калифорнии. Далее исследователям удалось измерить магнитную анизотропию каждого атома в отдельности.

Рис. 1. Магнитная анизотропия монокристаллов железа

Дальнейшие работы IBM будут направлены на создание маленьких кластеров атомов, в которых можно будет надежно хранить магнитную информацию. За этим исследованием IBM планирует создание систем 1-битных ячеек магнитной памяти на основе всего одного атома.

Нет нужды говорить о том, насколько важно это направление работ в области хранения данных. Фактически, исследователи из IBM вплотную приблизились к «граничной» плотности записи и чтения данных, в которой каждый атом вещества-носителя сможет нести один бит информации.

Для того, чтобы проиллюстрировать, насколько велико это достижение, стоит сказать, что устройство атомарного хранения данных размером с плеер iPod сможет хранить, например, ВЕСЬ видеоконтент такого популярного ресурса YouTube. А это миллионы видеороликов общим объемом около 1000000 миллиардов бит!

Другое достижение специалистов IBM состоит в том, что им удалось создать первый в мире молекулярный ключ, состоящий из одной молекулы, переключающийся без нарушения внешней структуры молекулы-ключа. Таким образом, ключ может работать множество циклов без нарушений молекулярной структуры. Нужно сказать, что добиться этого было достаточно трудно, так как молекулы-ключи зачастую после переключений деформируются, из-за чего (и также из-за других причин) до сих пор невозможно сконструировать по-настоящему работоспособный молекулярный компьютер.

Более того, на основе молекулярного ключа ученые смогли сконструировать простую логическую ячейку.

Ключ представляет собой молекулу нафталоцианина и два атома водорода, в составе этой органической молекулы.

Рис. 2. Молекулярный ключ (модель)

Однако не стоит ждать скорого появления полностью «молекулярных» компьютеров, так как даже эти отдельные молекулярные ключи необходимо располагать отдельно в составе модулей. Более сложные системы, состоящие из большого количества молекул-ключей, достаточно тяжело создать, но, как показали ученые, это возможно.

Естественно, по сравнению с традиционной CMOS-логикой, компьютерный чип, сконструированный на основе молекулярных ключей будет меньше по размерам и быстрее, поэтому ученые смотрят оптимистично на дальнейшее развитие микроэлектроники и молекулярных компьютеров в целом.

Немудрено, что эти два достижения могут в корне преобразить современную электронную инфраструктуру. Трудно представить, какие устройства могут появиться в ближайшем будущем благодаря открытию IBM.

К сожалению, технические данные о своих исследованиях в своем пресс-релизе компания IBM не сообщает. Результаты работ ученых будут опубликованы в ближайшем номере Science, по выходу которого мы надеемся более детально осветить работу специалистов из IBM на нашем сайте.

Свидиненко Юрий