Emmagatzematge d’informació en àtoms

Des de La universitat de Radboud (Holanda) un equip d’investigadors ha publicat el seu darrer descobriment a Nature Communications relacionat amb un nou mecanisme d’emmagatzematge magnètic de dades al damunt d’un simple àtom.

L’àtom, la unitat més petita de la matèria

Aquesta troballa les explica el professor de microscòpia d’exploració microscòpia Alexander Khajetoorians:

El que defineix un imant permanent és que té un pol nord i un pol sud, que es manté en la mateixa orientació, però quan s’arriba a un sol àtom, el pol nord i sud de l’àtom comença a donar-se la volta i no saben a quina direcció apuntar, ja que es tornen extremadament sensibles al seu entorn. Si es desitja que un àtom magnètic contingui informació, aquest no es pot donar la volta. Durant els darrers deu anys, els investigadors s’han estat preguntant: Per a que l’àtom deixi de moure’s, quants àtoms es necessiten per estabilitzar l’imant i quan de temps pot contenir informació abans de donar-se la volta? Durant aquest temps, els científics de Lausana i a IBM Almaden han descobert com mantenir estable l’àtom, fent que un sol àtom pugui ser una base de memòria. Per aconseguir això, els investigadors van tenir que utilitzar temperatures molt baixes; 40 graus Kelvin o -233 graus Celsius. Aquesta tecnologia està limitada a temperatures extremadament baixes.

Vicenç Llobet - Emmagatzematge Àtom 1

Adsorption and switching of Co on BP. a Six Co species on BP as deposited at T < 5 K (Vs = −400 mV, It = 20 pA, scale bar = 1 nm). Boxed atoms show species related through mirror plane along [010]. b Four atoms from a have been switched into JH,low (Vs = −400 mV, It = 20 pA, scale bar = 1 nm). c Two atoms from b have been switched into JH,high (Vs = −400 mV, It = 20 pA, scale bar = 1 nm). d Switching characteristics from JH,low to JH,high with Vs = 420 mV and e JH,high to JH,low with Vs = −680 mV. Approximate threshold biases for switching (Vth) are noted. Orange circles indicate the tip position during the switching sequence. The inset images showing before and after configurations are 4 nm × 4 nm in size. f Schematic representation of adsorption energy curves for Co species on BP

Vicenç Llobet - Emmagatzematge Àtom 2

Ground states of Co atoms. High-resolution image of Co in a JT (Vs = −400 mV, It = 200 pA, scale bar = 1 nm), b JH,low (Vs = −60 mV, It = 200 pA, scale bar = 1 nm), and c JH,high (Vs = −60 mV, It = 200 pA, scale bar = 1 nm) configurations with same color scale as Fig. 1. DFT calculations of charge density distributions, including magnetic moment (m), nd, and ns, for d Co on a top site, e Co in a hollow site, and f Co in a hollow site with U = 4 eV. g–i Schematics of relaxed atomic adsorption geometries with out-of-plane distance (d) noted. j–l dI/dV spectra taken on each atom.

En l’estudi es va trobar una nova manera per poder emmagatzemar informació dins dels àtoms de cobalt. Una nova manera que evita els problemes amb la inestabilitat. Els electrons d’un àtom orbiten al voltant del nucli però, també, donen voltes ells mateixos. El seu moment angular és el que proporciona el magnetisme. Doncs bé, el que s’ha fet és una forma de crear una diferència d’energia entre alguns dels electrons orbitals de l’àtom de cobalt i utilitzar el seu moment angular per poder realitzar l’emmagatzematge d’informació.

Afegeix el professor:

Al final, segueix sent un imant amb un moment angular, però ara es pot controlar l’àtom de l’estat 0 a 1, fet que li dóna una estabilitat molt més alta que altres imants.

 

Font: Xatacaciencia
Foto: Nature Communications