Pevný disk z chloru a mědi - kouzla s atomy

Nizozemští vědci objevili metodu ukládání bitů o velikosti atomu na měděný povrch při hustotě záznamu 500 terabitů na čtverečný palec – což je pětsetkrát větší hustota, než jakou mají ty nejlepší HDD současnosti.

Pevný disk z chloru a mědi - kouzla s atomy


„Teoreticky by taková hustota záznamu umožnila uložit všechny knihy, jaké kdy byly napsány člověkem, na jedinou poštovní známku,“ tvrdí hlavní výzkumník Sander Otte v prohlášení.

Výzkum, publikovaný v odborném magazínu Nature Nanotechnology, přibližuje, jak vědci zvládli zkonstruovat kilobajtovou jednotku paměti, kde je každý bit reprezentován umístěním jednoho atomu chloru na měděném podkladě. Nejsou první, kteří přišli s podobným nápadem: Výzkumníci pracují s úložišti o velikosti atomů či molekul již od devadesátých let; nedávno Microsoft a Washingtonská univerzita společně prohlásily, že se jim povedlo uložit 200 Mb dat na umělá DNA vlákna.

Nizozemští vědci z Kavli institutu nanovědy na Delftské univerzitě popisují, jak jsou schopni vytvořit své miniaturní datové úložiště pomocí řádkovacího tunelového mikroskopu (STM). STM funguje tak, že ostrý hrot jehly sonduje atomy na povrchu, jeden po druhém. STM však nejen zkoumá, ale následně atomy i na měď přitiskne a může je libovolně přesouvat a přepisovat tak jednotky informací.

„Šlo by to přirovnat k posuvné skládačce,“ vysvětluje Otte.

„Každý bit se skládá ze dvou pozic atomů na povrchu mědi a jednoho atomu chloru, který můžeme posouvat dopředu a dozadu mezi oběma těmito pozicemi,“ pokračuje. „Pokud je atom chloru nahoře, je pod ním mezera – tu nazýváme 1. Pokud je však mezera nahoře a atom chloru je tedy dole, tak je bit 0.“

Výzkumníci uspořádali svou paměť do bloků po osmi bajtech (tedy 64 bitech) a každý blok opatřili značkou, tvořenou stejným typem děr jako rastr, neboli naskenované schéma atomů uvnitř. To umožňuje data rychle najít a přečíst.

Dle vlastních prohlášení se vědci inspirovali QR kódy, dnes používanými již prakticky kdekoli, často např. u letenek nebo vstupenek na koncerty.

„Tyto značky fungují jako miniaturní QR kódy, tím, že nesou informaci o přesném umístění bloku na vrstvě mědi,“ vysvětlují.

Značka také napoví, zda není blok poškozen, např. kontaminací nebo povrchovou chybou. To umožní ukládacímu médiu velké rozměry, i kdyby měděný povrch nebyl úplně dokonalý.

I zde je však velmi podstatná nevýhoda: Paměť zatím funguje pouze v teplotách pod -321 stupňů fahrenheita; vědci této teploty dosáhli tekutým dusíkem. Otte však dodává, že teď, když tým objevil metodu využití chlóru a mědi, bude hledat způsoby využití jiných materiálů, které by mohly bity ukládat v běžné pokojové teplotě.

„Nový systém stále potřebuje hodně práce, než bude připraven k použití, ale jde o důležité potvrzení funkčnosti principu, které se stane základním kamenem budoucího vývoje použitelných datových úložišť miniaturních velikostí,“ píše Otte ve svém příspěvku na pracovní sociální síti Linked-In.

Úvodní foto: © Santiago Cornejo - Fotolia.com










Komentáře