EXAMEN
Une étude récente révolutionnaire publiée récemment dans le magazine « Nature » show: un peu d'information numérique peut maintenant être correctement stocké sur un seul atome. À l'heure actuelle, le dispositif de stockage magnétique du marché commercial prend environ un million d'atomes pour le même travail. Andreas Heinrich Institut coréen de recherche fondamentale des sciences (IBS) nouveau directeur de Quantum Nanoscience Center, qui a dirigé l'étude, inventé à IBM Almaden Research Center, États-Unis. Cette étude est devenue une percée majeure dans la miniaturisation des supports de stockage, et jeté les bases pour les futurs ordinateurs quantiques.
fond
En général, l'utilisation de nos ordinateurs sont « surface du disque aimanté recouvert d'une couche de métal » à des bits (0 ou 1) sous la forme d'informations stockées. Une direction d'aimantation représente le bit 0, bit 1 représente une autre direction.
Actuellement, dans une petite zone sur le disque, il y a près d'un million d'atomes, des informations correspondant à chacun des bits numériques.
innovation
Pour cette innovation technologique révolutionnaire qui va au-delà de l'étude en cours, avec une quantité minimale de matériaux: les atomes, pour atteindre le but de stocker des informations numériques.
Situé à l'holmium (Ho), et des atomes de fer (Fe) sur le substrat MgO est devenu plus petits composants du dispositif de mémoire dans le monde. Comme le support de stockage Ho, Fe en tant que capteur. atome magnétique holmium peut être modifiée ou le courant de lecture circulant à travers le dispositif de STM.
(Photo: IBS)
look Let à quelques composants spécifiques de cette innovation révolutionnaire:
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médias
Le support de stockage est utilisé atomes holmium, pour stocker des informations de bits.
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outil
Utilisé dans l'étude à un très facile de voir l'outil, qui est appelé « microscope à effet tunnel à balayage » (STM). Il permet aux utilisateurs mobiles d'observer des atomes individuels et, tout en appliquant une impulsion de courant pour eux.
Changer la direction d'aimantation des atomes d'holmium d'impulsions de courant individuelles, de sorte que, avec une seule équipe peuvent être écrites aux atomes de holmium de mémoire 0 ou 1.
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capteur
Heinrich équipe a également conçu un « capteur quantique », actuellement unique au monde.
Il peut être utilisé pour lire la mémoire stockée sous la forme d'atomes d'holmium. Ils sont placés dans le voisinage d'un des atomes d'holmium d'atomes de fer. Les chercheurs ont utilisé cette technique, couplée à une autre technique observée « magnétorésistance à effet tunnel » holmium quelques heures maintenir de façon stable le même état magnétique.
agréablement surpris
Puis, quand l'équipe Heinrich avec deux autres tentatives un atome holmium holmium du programme atomique, ils ont une autre découverte surprenante:
A une distance de 1 nanomètre atomes de holmium placé deux, chacun d'entre eux ne porte pas atteinte à la capacité de stocker des informations.
Ceci est en effet surprenant, car en général, le champ magnétique généré par chaque atome pourrait affecter les atomes voisins.
En conséquence, les scientifiques peuvent construire un dispositif à deux bits, ayant quatre états possibles: 1-1,0-0,1-0, 0-1. capteur de fer peut distinguer clairement entre eux.
Deux dispositif de stockage de bits (a) deux atomes de fer situés à proximité des atomes d'holmium. (B) un signal de résonance de spin électronique d'atomes de fer, en raison des différentes deux atomes d'holmium magnétiques différentes. atomes de fer peut distinguer quatre types de configuration de stockage: la partie inférieure (0-0), une partie inférieure (0-1), supérieure et inférieure (1-0), la tige (1-1).
(Photo: IBS)
Loi de New Hope Moore
conclusion extraordinaire de Moore
(Photo: IBS)
« La loi de Moore tous les 18 mois, à cheval la densité des transistors sur un circuit intégré peut être doublé. » Pendant des décennies, l'industrie des semi-conducteurs a prouvé cette loi. Le dernier équipement électronique sera plus petite qu'auparavant, plus puissant.
Cependant, en tant que dispositifs deviennent plus petits et plus petits, parce que les atomes proches les uns des autres, il génère de nouvelles caractéristiques d'interférence quantique, ce qui provoque des problèmes. Pour cette tendance à la miniaturisation ne peut pas sembler maintenir à long terme, les experts ont commencé à discuter de la mort de Moore.
Il y a intérêt, les atomes holmium semblent échapper à cette malédiction, mais la raison n'est pas clair à l'heure actuelle. Heinrich a souligné,
« Atomes Holmium ne sont pas entre les effets de la mécanique quantique, nous voulons maintenant comprendre pourquoi. »
sens
atome magnétique holmium peut être modifiée ou le courant de lecture circulant à travers le dispositif de STM.
(Photo: IBS)
holmium atomes peuvent être disposés très étroitement, la technique utilisant un seul atome, la densité de la mémoire devient élevée. Heinrich a commenté:
« Nous espérons que nos idées, un contrôle précis des atomes individuels, ainsi une nouvelle exploration quantique champ nanosciences. L'étude favorisera l'innovation dans le domaine du support de stockage commercial, ce qui rend le dispositif de stockage plus compact. »
avenir
Heinrich est l'un des rares scientifiques à utiliser cet outil pour mesurer les propriétés d'un seul changement d'atome dans le monde. Il espérait à l'Université du Centre de recherche de Séoul Ewha femmes IBS nouvellement créé, continuer à élargir cette recherche.
Documents de référence
[1]
[2] Fabian D. Natterer, Kai Yang, William Paul, Philip Willke, Taeyoung Choi, Thomas Greber, Andreas J. Heinrich, Christopher P. Lutz. Lecture et écriture aimants monoatomique . Nature, 2017; 543 (7644): 226 DOI: 10.1038 / nature21371
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