Химики упаковали 3 терабайта в 1 см² — Samsung нервно считает убытки
NewsMakerУчёные вышли за пределы классической физики хранения информации.
Химики из Манчестерского университета и Австралийского национального университета создали новую молекулу, способную хранить информацию при температуре, сравнимой с холодной лунной ночью. Это открытие может сыграть ключевую роль в развитии будущих технологий хранения данных и открыть путь к устройствам размером с почтовую марку, вмещающим в сто раз больше информации, чем современные накопители.
Разработка основана на так называемом одно-молекулярном магните, который сохраняет магнитную память до температуры 100 Кельвинов, что примерно соответствует минус 173 градусам по Цельсию. Это заметный скачок по сравнению с предыдущим рекордом в 80 Кельвинов, то есть минус 193 градуса. По словам одного из авторов исследования, профессора Николаса Чилтона, если довести технологию до совершенства, такие молекулы позволят в буквальном смысле упаковывать гигантские объёмы информации в минимальное пространство.
Профессор приводит наглядный пример: одна квадратная сантиметровая микросхема на основе этой технологии может хранить до трёх терабайт данных. Это примерно 40 тысяч компакт-дисков с альбомом The Dark Side of the Moon или около полумиллиона видео из TikTok.
В условиях, когда каждый день всё больше людей стримит видео, листает соцсети и отправляет файлы в облако , возникает острая потребность в новых способах хранения и обработки огромных объёмов цифровых данных. Магнитные материалы давно играют важную роль в этой сфере. Современные жёсткие диски хранят данные за счёт намагничивания крошечных участков, состоящих из множества атомов. Однако одно-молекулярные магниты работают иначе: каждая молекула сохраняет информацию независимо, что даёт возможность значительно увеличить плотность записи.
Основная проблема таких материалов всегда заключалась в том, что они требовали экстремально низких температур. Теперь же речь идёт о температуре выше точки кипения жидкого азота, который доступен и широко используется в промышленных масштабах. Хотя до комнатной температуры ещё далеко, достижение рубежа в 100 Кельвинов уже делает технологию применимой в крупных дата-центрах .
Ключевым элементом нового магнита стал редкоземельный металл диспрозий, заключённый между двумя атомами азота. Они расположены почти строго по прямой линии, что теоретически должно усиливать магнитные свойства. Ранее добиться такой геометрии было невозможно из-за склонности диспрозия образовывать более «ломаные» молекулы. Исследователи решили эту задачу, добавив химическую группу, которая «фиксирует» структуру в нужной конфигурации.
Кроме того, команда в Австралии применила новую теоретическую модель, основанную на уравнениях квантовой механики, и смоделировала поведение электронных спинов с помощью суперкомпьютеров . Это позволило объяснить, почему новая молекула демонстрирует столь высокую эффективность по сравнению с прежними разработками.
Учёные считают, что эта работа закладывает основу для создания ещё более совершенных молекулярных магнитов, способных сохранять данные при более высоких температурах. Прошло более полувека с момента выхода альбома The Dark Side of the Moon, и технологии с тех пор продвинулись невероятно далеко. Исследователи уверены, что в следующие пятьдесят лет нас ждёт ещё больше прорывов.
Химики из Манчестерского университета и Австралийского национального университета создали новую молекулу, способную хранить информацию при температуре, сравнимой с холодной лунной ночью. Это открытие может сыграть ключевую роль в развитии будущих технологий хранения данных и открыть путь к устройствам размером с почтовую марку, вмещающим в сто раз больше информации, чем современные накопители.
Разработка основана на так называемом одно-молекулярном магните, который сохраняет магнитную память до температуры 100 Кельвинов, что примерно соответствует минус 173 градусам по Цельсию. Это заметный скачок по сравнению с предыдущим рекордом в 80 Кельвинов, то есть минус 193 градуса. По словам одного из авторов исследования, профессора Николаса Чилтона, если довести технологию до совершенства, такие молекулы позволят в буквальном смысле упаковывать гигантские объёмы информации в минимальное пространство.
Профессор приводит наглядный пример: одна квадратная сантиметровая микросхема на основе этой технологии может хранить до трёх терабайт данных. Это примерно 40 тысяч компакт-дисков с альбомом The Dark Side of the Moon или около полумиллиона видео из TikTok.
В условиях, когда каждый день всё больше людей стримит видео, листает соцсети и отправляет файлы в облако , возникает острая потребность в новых способах хранения и обработки огромных объёмов цифровых данных. Магнитные материалы давно играют важную роль в этой сфере. Современные жёсткие диски хранят данные за счёт намагничивания крошечных участков, состоящих из множества атомов. Однако одно-молекулярные магниты работают иначе: каждая молекула сохраняет информацию независимо, что даёт возможность значительно увеличить плотность записи.
Основная проблема таких материалов всегда заключалась в том, что они требовали экстремально низких температур. Теперь же речь идёт о температуре выше точки кипения жидкого азота, который доступен и широко используется в промышленных масштабах. Хотя до комнатной температуры ещё далеко, достижение рубежа в 100 Кельвинов уже делает технологию применимой в крупных дата-центрах .
Ключевым элементом нового магнита стал редкоземельный металл диспрозий, заключённый между двумя атомами азота. Они расположены почти строго по прямой линии, что теоретически должно усиливать магнитные свойства. Ранее добиться такой геометрии было невозможно из-за склонности диспрозия образовывать более «ломаные» молекулы. Исследователи решили эту задачу, добавив химическую группу, которая «фиксирует» структуру в нужной конфигурации.
Кроме того, команда в Австралии применила новую теоретическую модель, основанную на уравнениях квантовой механики, и смоделировала поведение электронных спинов с помощью суперкомпьютеров . Это позволило объяснить, почему новая молекула демонстрирует столь высокую эффективность по сравнению с прежними разработками.
Учёные считают, что эта работа закладывает основу для создания ещё более совершенных молекулярных магнитов, способных сохранять данные при более высоких температурах. Прошло более полувека с момента выхода альбома The Dark Side of the Moon, и технологии с тех пор продвинулись невероятно далеко. Исследователи уверены, что в следующие пятьдесят лет нас ждёт ещё больше прорывов.