Atomaire magneten voor data-opslag
Het idee is fascinerend: wanneer we voor een informatie-eenheid (in de binaire wereld een nul of een één) slechts een enkel atoom of molecuul nodig hadden, zouden we op een minimaal oppervlak een onvoorstelbare hoeveelheid data kunnen opslaan. En in theorie is dit mogelijk, want bepaalde atomen kunnen zodanig worden gemagnetiseerd dat de magnetisering slechts twee richtingen kan aannemen: spin up of spin down. Door een groot aantal van dergelijke atomen of moleculen te combineren, kan informatie worden opgeslagen...
Het idee is fascinerend: wanneer we voor een informatie-eenheid (in de binaire wereld een nul of een één) slechts een enkel atoom of molecuul nodig hadden, zouden we op een minimaal oppervlak een onvoorstelbare hoeveelheid data kunnen opslaan. En in theorie is dit mogelijk, want bepaalde atomen kunnen zodanig worden gemagnetiseerd dat de magnetisering slechts twee richtingen kan aannemen: spin up of spin down. Door een groot aantal van dergelijke atomen of moleculen te combineren, kan informatie worden opgeslagen.
Voordat deze theorie in betrouwbare praktijk is omgezet, moeten nog wel enkele horden worden genomen. Het is nog niet zo eenvoudig moleculen te vinden die (magnetische) informatie niet slechts gedurende korte tijd maar ook permanent opslaan. En het is nog moeilijker om zulke moleculen op een vast oppervlak aan te brengen om zo een geheugenmedium te construeren.
Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van chemici van de ETH Zürich heeft een methode ontwikkeld die voor dat laatste probleem een oplossing kan bieden. Professor Christophe Copéret en zijn team ontwikkelden een molecuul dat in het midden een dysprosium-atoom bevat (dysprosium is een van de zeldzame aardmetalen). Dit atoom is omgeven door een molecuul-‘frame’ dat als transportvehikel dienst doet.
Ook vonden de onderzoekers een manier om deze moleculen op het oppervlak van siliciumoxide-nanodeeltjes te deponeren en daarop bij 400 °C vast te bakken. Het transportmolecuul valt daarbij uiteen. zodat nanodeeltjes met ‘vrijstaande’ dysprosium-atomen overblijven. Deze kunnen gemagnetiseerd worden en behouden hun magnetiseringsrichting.
Deze magnetisering funktioneert momenteel slechts in de buurt van het absolute nulpunt (bij –270 °C) en blijft bovendien slechts ongeveer anderhalve minuut bestaan. Er wordt dan ook naarstig gezocht naar methoden die ook bij hogere temperatuur werken en waarbij de magnetisering gedurende langere tijd stabiel blijft. En er moet nog een methode worden gevonden om de atomen niet op nanodeeltjes maar op een vlakke ondergrond aan te brengen.
Voordat deze theorie in betrouwbare praktijk is omgezet, moeten nog wel enkele horden worden genomen. Het is nog niet zo eenvoudig moleculen te vinden die (magnetische) informatie niet slechts gedurende korte tijd maar ook permanent opslaan. En het is nog moeilijker om zulke moleculen op een vast oppervlak aan te brengen om zo een geheugenmedium te construeren.
Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van chemici van de ETH Zürich heeft een methode ontwikkeld die voor dat laatste probleem een oplossing kan bieden. Professor Christophe Copéret en zijn team ontwikkelden een molecuul dat in het midden een dysprosium-atoom bevat (dysprosium is een van de zeldzame aardmetalen). Dit atoom is omgeven door een molecuul-‘frame’ dat als transportvehikel dienst doet.
Ook vonden de onderzoekers een manier om deze moleculen op het oppervlak van siliciumoxide-nanodeeltjes te deponeren en daarop bij 400 °C vast te bakken. Het transportmolecuul valt daarbij uiteen. zodat nanodeeltjes met ‘vrijstaande’ dysprosium-atomen overblijven. Deze kunnen gemagnetiseerd worden en behouden hun magnetiseringsrichting.
Deze magnetisering funktioneert momenteel slechts in de buurt van het absolute nulpunt (bij –270 °C) en blijft bovendien slechts ongeveer anderhalve minuut bestaan. Er wordt dan ook naarstig gezocht naar methoden die ook bij hogere temperatuur werken en waarbij de magnetisering gedurende langere tijd stabiel blijft. En er moet nog een methode worden gevonden om de atomen niet op nanodeeltjes maar op een vlakke ondergrond aan te brengen.
