На пути к хранению данных на уровне одной молекулы

Включен или отключён тумблер? Утверждение верно или неверно?

Да или нет? Различие между двумя возможностями — это небольшая часть информации, которую может сохранить компьютер. Биты (слово, складывающееся из «двоичного» и «цифрового»), как небольшая электронная единица хранения, являются главными строительными блоками для всех данных, хранящейся на отечественных жёстких дисках.

Они представлены как последовательность двух разных знаков, таких как 0 и 1, так называемый двоичный код. За последние пара лет носители стали меньше и больше, а их свойство хранить эти возрастала. Для одного бита на жёстком диске на данный момент требуется пространство размером примерно 10 на 10 нанометров.

Но это все еще слишком громадно для миниатюризации компонентов.«Разработка, которая сейчас употребляется для хранения данных на жёстких дисках, на данный момент достигает фундаментальных пределов квантовой механики из-за размера бита.

С сегодняшней точки зрения он не может стать меньше», — говорит Торбен Джаспер-Тоннис, доктор наук , исследователь. Коммисия профессор Ричарда Берндта в Университете экспериментальной и прикладной физики Кильского университета. Он и его сотрудники использовали одну молекулу, которую вероятно было бы использовать для кодирования бита, чтобы продемонстрировать принцип, что в будущем может дать добро помимо этого меньшим жёстким дискам с огромным числом памяти. «Размер отечественной молекулы образовывает всего один квадратный нанометр. Помимо этого с его помощью вероятно было бы закодировать бит в области, в сто раз меньшей, чем требуется сейчас», — говорит его сотрудник доктор Мануэль Грубер.

Это было бы еще одним шагом на встречу к смещению границ квантовой физики в технологии хранения.В то время, в то время, когда биты становятся тритамиМолекула, которую использует междисциплинарная исследовательская группа из Кильского центра совместных изучений (CRC) 677 «Функция способом переключения», может не только принимать два разных магнитных состояния, но и при прикреплении к особенной поверхности может также изменять личный соединение с поверхностью. Затем его вероятно перевести между высоким и низким магнитным состоянием и развернуть на 45 градусов. «При переходе на разработку хранения мы сможем отображать информацию о трех состояниях — 0, 1 и 2», — пояснил Джаспер-Тонни. «В качестве единицы хранения у нас не было бы Bit, у нас был бы Trit.

Двоичный код стал бы тройным кодом».Перед исследователями из химии и физики стояла задача найти подходящую молекулу и подходящую поверхность, и использовать надёжный способ для их соединения так, чтобы они равно как и прежде трудились. «Магнитные молекулы, так именуемые спин-кроссоверные молекулы, очень чувствительны и легко повреждаются.

Нам нужно было найти способ прочно прикрепить молекулу к поверхности, не влияя на ее переключающую свойство», — пояснил Грубер.поверхности и Совершенное сочетание молекулы

Их испытания, наконец, принесли личные плоды: химики из коммисии профессор Феликса Тучека в Университете неорганической химии синтезировали магнитную молекулу особого класса (так именуемую молекулу со спиновым кроссовером Fe (III)). Физики Джаспер-Тонни, Грубер и Суджой Каран смогли нанести эту молекулу на поверхность нитрида меди при помощи испарения. Используя электричество, его вероятно переключать между различными состояниями поясницы, и между двумя разными направлениями (в так именуемом состоянии с низким уровнем поясницы). Узкий наконечник сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) действует в их опытах как считывающая и записывающая головка жёсткого диска.

Это оборудование разрешает молекуле не только «записывать» в качестве носителя информации, но и «считывать» ее при помощи электричества.Перед тем как эти молекулы вероятно будет использовать в качестве хранилища данных на промышленном уровне, необходимо совершить грядущие изучения. В самом деле, подтверждение принципа демонстрируется с применением достаточно объемной установки (STM), и для интеграции такой молекулярной памяти на мелкий чип требуется грядущая работа.

Эта работа закончилась в Кильском центре совместных изучений (CRC) 677 «Функция способом переключения». Около 100 ученых из химии, физики, материаловедения, фармации и медицины трудятся в CRC на междисциплинарной базе над разработкой переключаемых молекулярных машин.

CRC финансируется Германским исследовательским фондом (DFG) с 2007 года.