Balayage STM (96 nm de large, 126 nm de hauteur) de la mémoire de 1 Ko, écrit à une section de « Sur l'origine des espèces » par Charles Darwin (sans balisage de texte). Crédit :Ottelab/TUDelft
Tous les jours, la société moderne crée plus d'un milliard de gigaoctets de nouvelles données. Pour stocker toutes ces données, il est de plus en plus important que chaque bit occupe le moins d'espace possible. Une équipe de scientifiques du Kavli Institute of Nanoscience de l'Université de Delft a réduit le stockage à la limite ultime :ils ont stocké un kilo-octet (8, 000 bits) représentant chaque bit par la position d'un seul atome de chlore. "En théorie, cette densité de stockage permettrait à tous les livres jamais créés par l'homme d'être écrits sur un seul timbre postal, ", explique le scientifique principal Sander Otte. Ils ont atteint une densité de stockage de 500 térabits par pouce carré (Tbpsi), 500 fois mieux que le meilleur disque dur commercial actuellement disponible.
Son équipe rend compte de cette évolution dans Nature Nanotechnologie le lundi 18 juillet.
Feynman
En 1959, Le physicien Richard Feynman a mis ses collègues au défi de concevoir le monde à la plus petite échelle possible. Dans sa célèbre conférence There's Plenty of Room at the Bottom, il a spéculé que si nous avions une plate-forme nous permettant d'organiser des atomes individuels dans un modèle ordonné exact, il serait possible de stocker une information par atome. Pour honorer le visionnaire Feynman, Otte et son équipe ont codé une section de la conférence de Feynman sur une zone de 100 nanomètres de large.
Puzzle coulissant
L'équipe a utilisé un microscope à effet tunnel (STM), qui utilise une aiguille pointue pour sonder les atomes d'une surface un par un. Les scientifiques peuvent utiliser ces sondes pour pousser les atomes. "Vous pourriez le comparer à un puzzle coulissant, " explique Otte. " Chaque bit se compose de deux positions sur une surface d'atomes de cuivre, et un atome de chlore que nous pouvons glisser d'avant en arrière entre ces deux positions. Si l'atome de chlore est en position haute, il y a un trou en dessous, nous l'appelons un. Si le trou est en haut et l'atome de chlore en bas, alors le bit est un zéro." Parce que les atomes de chlore sont entourés par d'autres atomes de chlore, sauf près des trous, ils se maintiennent en place. C'est pourquoi cette méthode avec des trous est beaucoup plus stable que les méthodes avec des atomes libres, et plus approprié pour le stockage de données.
Balayage STM (96 nm de large, 126 nm de hauteur) de la mémoire de 1 Ko, écrit dans une section de "Il y a beaucoup de place en bas" par Richard Feynman (avec balisage de texte). Crédit :Ottelab/TUDelft
Codes
Les chercheurs de Delft ont organisé leur mémoire en blocs de huit octets (64 bits). Chaque bloc a un marqueur, fait du même type de trous que la trame d'atomes de chlore. Inspiré des codes-barres carrés pixelisés (codes QR) souvent utilisés pour scanner les billets d'avion et de concert, ces marqueurs fonctionnent comme des codes QR miniatures qui contiennent des informations sur l'emplacement précis du bloc sur la couche de cuivre. Le code indiquera également si un bloc est endommagé, par exemple, en raison d'un contaminant local ou d'une erreur de surface. Cela permet à la mémoire d'être facilement étendue à de très grandes tailles, même si la surface du cuivre n'est pas tout à fait parfaite.
Explication de la logique des bits et des marqueurs atomiques. Crédit :Ottelab/TUDelft
Centres de données
La nouvelle approche offre d'excellentes perspectives en termes de stabilité et d'évolutivité. Toujours, ce type de mémoire ne devrait pas être attendu dans les datacenters de sitôt. Otte :« Dans sa forme actuelle, la mémoire ne peut fonctionner que dans des conditions de vide très propres et à température d'azote liquide (77 K), le stockage réel des données à l'échelle atomique est donc encore loin. Mais grâce à cette réalisation, nous avons certainement fait un grand pas de plus. »
