В свежем номере издания Nature Nanotechnology два исследователя из компании IBM - Кристофер Люц (Christopher Lutz) и Кай Ян (Kai Yang) рассказали об уникальном опыте изучения магнетизма атома меди. В традиционном понимании медь не является магнитным материалом, но при определённых условиях её атомы могут демонстрировать намагниченность. Главное из этих условий - это изоляция атома меди от других атомов меди. Провести подобный эксперимент учёным помог сканирующий туннельный микроскоп (СТМ), щуп которого позволяет не только «увидеть» элементарную частицу размером с один атом, но и переместить её из одного места в другое.

После изучения изолированного атома меди выяснилось, что магнитная ориентация ядра связана с магнитной ориентацией находящегося вне ядра электрона. Эта связь позволяет считать или записать данные, меняя ориентацию магнитного поля ядра атома меди с помощью поданного на щуп СТМ напряжения. На рисунке выше художник изобразил связь между магнитными полями ядра меди (слева), электрона (справа) и тока, текущего через щуп и электрон (справа). Медь для новой памяти, кстати, была выбрана по причине лучшей проводимости тока, чем железо.

Интересно отметить, что у предложенного метода записи данных в виде смены ориентации магнитного поля атома меди есть ещё одно преимущество перед, скажем, обычной магниторезистивной памятью. Так, если ячейка MRAM хранит данные в виде намагниченности в двух возможных направлениях, то атом меди имеет четыре устойчивых квантовых состояния направления магнитного поля. Проще говоря, ячейка памяти из атома меди может хранить четыре бита данных.

Учёные не скрывают, что они находятся на раннем этапе разработки нового вида памяти. Поэтому сегодня рано говорить о каких-либо сроках коммерциализации открытия. До появления карт памяти с записью данных в каждый атом меди наверняка пройдёт не одна пятилетка. Но с чего-то же надо начинать? Не так ли?