Исследователи из научного центра IBM Almaden Research Center в Калифорнии разработали метод измерения магнитной анизотропии. Эта особенность магнитного поля позволяет ему сохранять определенное направление. Возможность измерения магнитной анизотропии на атомном уровне является важнейшим шагом на пути к созданию магнитов, способных находиться в состояниях, соответствующих нулям и единицам – виду, в котором информация записывается на двоичном языке компьютера.

Во втором сообщении, поступившем из лаборатории IBM в Цюрихе, говорится, что исследователям удалось использовать отдельные молекулы в качестве электрических выключателей, которые в перспективе смогут заменить транзисторы современных микросхем. Статьи, освещающие обе эти работы, опубликованы в пятничном выпуске журнала Science.


Жизнь после кремния

«Потребуется по крайней мере десять лет, чтобы довести новые технологии до коммерческого применения, но сделанные открытия позволят ученым сделать большой шаг вперед в поиске замены кремнию», - заявил представитель IBM Мэттью МакМахон.

Чтобы сделать процессоры меньше и быстрее, как IBM, так и другие производители микросхем, в том числе Intel и AMD уже довели характерный размер элементов от 90 до 65 нм в нынешнем поколении микросхем, и планируют за несколько лет довести его до 45 и 32 нм. Проблема заключается в том, что с каждым уменьшением размеров сделанные из кремния проводящие элементы допускают все большие утечки тока, и когда-нибудь достигнут предела своей применимости.

«Во всех областях наших нанотехнологических исследований мы пытаемся найти новые типы материалов, способные заменить кремний в вычислительной технике тогда, когда мы столкнемся с его фундаментальными ограничениями, - пояснил МакМахон. - Конечная цель – компьютеры на молекулярном уровне, но до этого, по всей видимости, будут созданы гибридные продукты, использующие нынешние технологии и, скажем, углеродные нанотрубки».

По определению IBM, область нанотехнологий – это масштабы 100 нм и меньше. Здесь ученым приходится использовать для наблюдения и манипулирования отдельными атомами специальное оборудование: сканирующий туннельный микроскоп. Он и был применен в данном исследовании. Следующей задачей, как сказал МакМахон, станет поиск путей осуществления этих экспериментов при комнатной температуре.


«Самособирающиеся» атомы

Также ученым удалось измерить магнитную анизотропию отдельного атома, и теперь нужно будет найти атомы, с которыми можно работать при стабильной температуре, подходящей для устройств хранения данных. Но, по словам МакМахона, даже если такие атомы будут найдены, от коммерческого применения технологии их все еще будет отделять около десяти лет.

В настоящее время исследователи из Цюриха нашли способ использовать молекулу, содержащую два атома водорода, в качестве выключателя, как саму по себе, так и вместе с соседней молекулой. Теперь они работают над применением найденного метода к другим молекулам, что позволит системе работать как набор логических элементов – строительных деталей микропроцессора.

Даже если ученые достигнут поставленных целей, все еще остается задача производства таких систем в промышленных масштабах, взамен манипулирования отдельными атомами с помощью туннельного микроскопа. Одна из возможностей – процесс самосборки, когда при определенных условиях атомы естественным образом складываются в требуемые конфигурации. В мае IBM сообщила, что такой подход был использован для изоляции проводников на микросхеме. Вокруг каждого из них были созданы триллионы микроскопических, заполненных вакуумом пор.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями