IBM研究人員造出最小「硬碟」︰1個原子儲存1位元

IBM研究人員造出最小「硬碟」︰1個原子儲存1位元
1990年,IBM的科學家成功以氙原子排出「IBM」3個字母。Photo Credit: IBM

我們想讓你知道的是

IBM研究中心的科學家成功利用單一原子來儲存、寫入資訊,造出最小的儲存裝置。

把磁石斬開兩半,你會得到兩塊較小的磁石,再斬下去,磁石會越來越多。但隨着磁石變得越來越小,它們也會更不穩定,其磁場更容易會翻轉磁極。現在有物理學家成功製造出只有一個原子大小的穩定磁石,更用來儲存資訊,成為世界上最小的硬碟。

來自IBM愛曼登研究中心以及瑞士、中國、德國、南韓等地的研究團隊,昨日在期刊《自然》發表研究論文,研究中他們使用只有一個原子的磁石來製造硬碟,這個裝置只由兩個磁石組成,可以儲存2位元的數據——每個原子儲存1位元。

荷蘭台夫特理工大學的物理學家Sander Otte讚揚︰「這是劃時代的成就。終於能夠無庸置疑地證明,一個原子也可以有磁力的穩定性。」

研究團隊使用的是鈥(holmium)原子,鈥以其磁性見稱,但科學家難以閱讀或控制鈥原子的磁極。研究團隊利用掃描式穿隧電子顯微鏡(scanning tunneling microscope)發出電流,改變鈥原子的磁場方向,用來代表0或1。實驗中磁場表現穩定,在數小時候仍然保持數據,團隊亦未有看見其磁場改變。

為了證明他們能閱讀數據,研究團隊開發出一個間接的方法。他們放置一個鐵原子在鈥原子旁,用作感應其磁力,並使這個鐵原子的電子特性取決於兩個鈥原子的磁場方向。這個方法讓他們能夠同時讀取這個「硬碟」中的兩個位元。

現時商用硬碟每個位元需要大約100萬個原子,不過實驗物理學家在2012年時已經成功使用12個原子去儲存1位元資訊,今次研究團隊更把這個數字推至1個原子。

當然,這是在實驗室的環境下才能做到,除了用上鈥這種稀有金屬外,研究團隊更得把溫度冷卻至接近零下270度。暫時我們不應預計這種「鈥硬碟」會取代現有的儲存裝置,但今次結果有助研究進一步發展。

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