ریزترین هارددیسک دنیا چطور ساخته شد؟

discovery نوشت: IBM و مرکز "پژوهش‌های لیزر الکترونی آلمان" (CFEL)، توانستند کوچک‌ترین هارددیسک‌ دنیا به ابعاد 96 اتم و حجم یک بایت، بسازند. هارددیسک‌ معمولی، برای ذخیره تنها یک بایت، به نیم‌میلیارد اتم نیاز دارد. یعنی به کمک فناوری جدید، می‌توان ظرفیت یک آیپاد‌ تاچ را به 12.8 ترابایت رساند.

سباستین لوث (Sebastian Loth) از CFEL، گفت: این ایده را به کمک پدیده‌ای که در طبیعت زیاد اتفاق می‌افتد، می‌توان عملی کرد.

برای مشاهده ادامه خبر به ادامه مطلب مراجعه کنید

منظور لوث چگونگی چرخش الکترون‌ها در یک اتم است. هارددیسک‌ها، نیازمند یک ماده مغناطیسی مثل آهن هستند تا جهت چرخش همه الکترون‌ها مشابه باشد.

اما مواد مغناطیسی که به "فرومغناطیس" (ferromagnetic) معروف هستند را می‌توان تا حدی کوچک کرد. چراکه اگر نواحی مغناطیسی مختلف روی یک دیسک، بیش از اندازه به هم نزدیک شوند، میدان‌های مغناطیسی‌شان با هم تداخل و کار ذخیره‌سازی داده‌ها را مشکل می‌کند، و به‌سختی می‌توان اطلاعات را در این محیط مغناطیسی متراکم گنجاند. اما در موادی که ذاتاً مغناطیسی نیستند و به مواد "antiferromagentic" مشهور اند، الکترون‌ها جهت چرخش مشخصی ندارند و به‌شکل خنثی عمل می‌کنند.

این گروه، به کمک ابزار ویژه‌ای موسوم به "میکروسکوپ تونلی" (STM)، موفق به تولید این هارددیسک، از اتم‌های منفرد شدند. ابتدا اتم‌ها را به دقت در صفوف شش‌تایی قرار دادند و تنها دو صف برای ذخیره کردن یک بایت داده کفایت می‌کرد. از این‌رو با هشت جفت صف شش‌تایی، یک هادردیسک به ظرفیت یک بایت ایجاد شد.
 

اما برخی مشکلات همچنان باقی است؛ اول آنکه این هارددیسک به کمک یک میکروسکوپ ساخته شده و در شرایط واقعی این کار امکان نیست. مشکل دوم هم مربوط به دماست؛ ذخیره سازی اطلاعات به کمک جهت‌دهی مغناطیسی تنها در دمای 273- درجه سانتیگراد امکان‌پذیر است. پس پیدا کردن ماده‌ای که مناسب دمای اتاق باشد کمی دور از ذهن به نظر می‌رسید

این هارد دیسک 96 اتمی توانست یک بایت اطلاعات را در خود ذخیره کند.

Atomically precise assembly of an atomic-scale antiferromagnet with the tip of a scanning tunneling microscope. Iron atoms are placed onto a copper nitride surface and bound by two nitrogen atoms (blue rods) into a regular array separated by one copper atom (yellow)

Final steps in the assembly of an atomic-scale byte that will consist of eight iron atom arrays

Miniaturized information storage in atomic-scale antiferromagnets. The binary representation of ‘S’ (01010011) was stored in the Néel states of eight iron atom arrays

Scanning tunneling microscope image of two atomic-scale bits. Each bit consists twelve iron atoms that were assembled into a precise bistable antiferromagnet

Scanning tunneling microscope image of twelve iron atoms that were assembled into an atomically precise antiferromagnet