Wetenschappers beweren in een paper in het wetenschappelijke vakblad Nature dat het mogelijk is om een bit informatie op te slaan in één atoom.

De onderzoekers van IBM gebruikten holmiumatomen om informatie op te staan. Holmium heeft enkele voordelen. Zo heeft holmium een groot magnetisch veld, omdat losse ongepaarde elektronen zich dicht bij de kern bevinden. Daarnaast is het element vrij stabiel, omdat de elektronen goed zijn afgeschermd van de buitenwereld. Dit betekent dat holmium een bit (1 of 0) goed opslaat.

Met een zogenoemde scanning tunneling microscoop konden de onderzoekers de magnetische oriëntatie van atomen veranderen, waardoor een atoom een 1 of een 0 opsloeg. Daarna bleven de atomen nog enkele uren stabiel. Met een kwantumsensor konden de IBM-onderzoekers het geheugen lezen. Hiervoor werd ook gebruik gemaakt van een andere techniek, namelijk tunnel-magnetoresistance.

Naast elkaar
Nog verrassender is het feit dat holmiumatomen dicht naast elkaar geplaatst kunnen worden zonder dat dit invloed heeft op de magnetische oriëntatie. In het onderzoek werden twee holmiumatomen op een afstand van een nanometer naast elkaar gelegd. De wetenschappers konden gemakkelijk de twee bits lezen en aanpassen: 1-1, 0-0, 1-0 en 0-1.

Wet van Moore
Misschien ken jij de Wet van Moore? Oprichter Gordon Moore van Intel voorspelde in 1965 dat het aantal transistors in een geïntegreerde schakeling iedere twee jaar zou verdubbelen. De wet geldt nog steeds, maar wetenschappers verwachten dat er binnenkort een eind aan komt. Apparaten worden steeds kleiner. Omdat atomen zo dicht naast elkaar liggen, ontstaan er storende kwantumeffecten. Opvallend genoeg geldt dit niet voor de holmiumatomen. “Er treden geen kwantummechanische effecten op tussen de verschillende atomen”, concludeert onderzoeker Andreas Heinrich. “Ons onderzoek maakt de weg vrij voor nieuwe opslagtechnieken.”