Физики из швейцарской федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) показали путь, чтобы жесткие диски могли продолжать наращивать емкость. Они опубликовали исследования, в которых рассказали, как можно уплотнить запись на магнитных носителях до размеров одного атома.
Хотя флеш-память в виде дисков SSD предоставляет значительно большую скорость по сравнению с жесткими дисками, она имеет довольно большую цену за гигабайт. Поскольку в мире ежедневно количество информации растет на 15 млн гигабайт, медленные, но емкостные жесткие диски остаются востребованными.
Запись данных с плотностью одного атома обещает существенное увеличение емкости накопителей, но воплотить ее мешает несколько проблем. Основным препятствием является устойчивость записанной информации, которая в масштабе атома может измениться под влиянием случайного внешнего поля или температурных скачков. Швейцарские физики доказали, что существуют материалы, в которых магнитное поле одиночных атомов остается стабильным.
Для своих экспериментов ученые использовали основу из оксида магния, которая абсорбировала в себя пары из атомов гольмия и вспомогательных атомов кобальта. Битами выступали атомы гольмия. Наблюдая за поведением атомов через сканирующий туннельный микроскоп, ученые убедились, что сильное магнитное поле, как и нагрев, не привели к потере информации – не изменили намагниченность атомов гольмия. По мнению ученых, это может стать последним элементом головоломки для дальнейшей коммерциализации технологии одноатомного записи данных.
Эксперимент также показал, что атомы гольмия остаются стабильными в мощном внешнем магнитном поле силой более 8 тесла. Устойчивость к нагреванию у них значительно меньше и пока что мало подходит для домашнего использования. Намагниченность атомов гольмия оставалась стабильной до температуры -238 градусов Цельсия, но уже при нагревании до -233 °C они начинали спонтанно изменять свою намагниченность.
Современные накопители на основе магнитной записи требуют примерно миллион атомов для записи одного бита. Такие накопители имеют слой магнитного металла, в которых отдельные участки могут иметь разные направления магнитного поля, что соответствует битам 0 или 1. При уменьшении размеров участков их намагниченность становится нестабильной, и направление магнитного поля может случайно измениться. Для пользователя это выглядит как повреждение данных, ведь биты начинают сами менять свое значение случайным образом.
