Molekyylisia magneettisia ja yksittäisten elektronien muisteja

Manchesterin yliopiston ja Australian kansallisen yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uudenlaisen molekylaarisen magneettiluokan, joka yhdistää aiempien mallien onnistuneimmat ominaisuudet, mikä johtaa tähän mennessä raportoituihin vahvimpiin magneettisiin muistiominaisuuksiin.

Julkaistu tutkimus keskittyy yksimolekyylimagneetteihin (SMM), jotka ovat materiaaliluokka, joka kykenee tallentamaan magneettista informaatiota yksittäisten molekyylien sisään.

Näitä materiaaleja tutkitaan tulevaisuuden erittäin tiheiden datantallennusteknologioiden ehdokkaina, koska ne tarjoavat mahdollisuuden tallentaa informaatiota huomattavasti pienemmässä mittakaavassa kuin perinteisissä magneettisissa rakenteissa.

Manchesterin yliopiston epäorgaanisen kemian professori David Mills sanoi: "Viimeisen vuosikymmenen aikana raportoidut parhaat yksimolekyylimagneetit ovat yleensä menestyneet eri alueilla. Tavoitteenamme oli yhdistää näiden mallien onnistuneimmat ominaisuudet yhteen molekyyliin. Kontrolloimalla huolellisesti dysprosiumkeskuksen ympärillä olevaa rakennetta olemme tuottaneet materiaaleja, jotka toimivat vahvasti useilla magneettisen muistin keskeisillä mittareilla."

Mahdollisuus luoda magneettisia muistiefektejä sisältäviä SMM-molekyylejä korkeammissa lämpötiloissa laajentaa näiden molekyylien käyttömahdollisuuksia suuren tiheyden datantallennuslaitteissa, mikä on tärkeää teknologisen aikakautemme jatkuvasti kasvavan datantallennustarpeen kannalta. 

Kiinalaisen Fudanin yliopiston tutkijat ovat puolestaan edistyneet vankan yksielektronisen muistin kokeellisessa perustassa kvanttitilojen manipuloinnilla.

Tiedontallennuksen perimmäinen tavoite on yksittäiseen elektroniin perustuva muisti. Kvanttimekaniikka ennustaa, että kaksi erotettavissa olevaa kvanttitilaa voidaan toteuttaa sulkemalla yksi elektroni erittäin pieneen tilaan.

Aihetta on jo tutkittu mutta tällaisten rakenteiden skaalaaminen pienemmäksi kuitenkin paradoksaalisesti vahvistaa aiheeseen liittyviä kapasitanssivaikutuksia, mikä haittaa yksielektronimuistin kokeellista havainnointia.

Nyt kuitenkin tutkijat raportoivat kaksiulotteisen yksitäisen elektronin muistirakenteen, joka perustuu koplanaariseen nielu-kanava-lähde-rakenteeseen, joka vaimensi reunakapasitanssia ja osoitti 0,5 voltin haihtumattoman kynnysjännitteen muutoksen yhden elektronin muutoksen jälkeen. Ja tämä onnistui huonelämmössä.

Heidän työnsä osoittaa kyvyn hallita yksittäisen elektronin kvanttikäyttäytymistä, mikä tarjoaa lupaavia näkymiä nanomittakaavan muistilaitteiden suunnittelulle.

Aiheista aiemmin:

Kiintolevyt tallantamaan 100 kertaa enemmän dataa

Kvanttipiste mittaa ja kaappaa