Сделали невозможное возможным
Технологии создания процессоров позволяют выпускать всё более миниатюрные устройства, поэтому и модули памяти ученые и инженеры стремятся сделать как можно компактнее. Швейцарские физики разработали технологию, которая позволяет работать с магнитами размером с атом.
Основная проблема состоит в том, что настолько маленькие магниты не могут достаточно долго сохранять свое состояние. Однако ученые смогли стабилизировать их – для этого в системе пришлось поддерживать температуру на уровне 40 Кельвинов (-233,15 градусов Цельсия).
Как устроена ячейка памяти
Магниты хранят информацию за счет спина электрона. Эти частицы могут вращаться вверх или вниз (это похоже на вращение по часовой стрелке или против неё), создавая магнитное поле минимальной силы.
В атоме электроны обычно располагаются парами с противоположными спинами, тем самым компенсируя магнитное поле друг друга. Но в магните атомы имеют непарные электроны, а их спины создают общее магнитное поле.
Харальд Брюне и его коллеги из Федеральной политехнической школы Лозанны при поддержке специалистов из Швейцарской высшей технической школы Цюриха представили прототип такого устройства. В качестве основы они взяли атомы редкоземельного элемента гольмия и поместили их в ультратонкие пленки из оксида магния, которые ранее были выращены на серебряной подложке. Это позволило создать структуру со стабильной остаточной намагниченностью.
Расчеты ученых показали, что остаточная намагниченность одиночных атомов гольмия при сверхнизких температурах значительно выше, чем показатель у ячеек памяти, созданных ранее из 3-12 атомов. Это делает новый одноатомный магнит мировым рекордсменом с точки зрения размера и стабильности.