Menor unidade de armazenamento magnético do mundo é criada

Cientistas da IBM e do instituto de pesquisas alemão CFEL criaram a menor unidade de armazenamento magnético do mundo. Trata-se de uma unidade de armazenamento antiferromagnética, que é um tipo especial de magnetismo, usado agora pela primeira vez para armazenar dados.

A estrutura utiliza apenas 12 átomos por bit, comprimindo um byte inteiro (8 bits) em 96 átomos. Em termos comparativos, um disco rígido moderno usa de mais de meio bilhão de átomos por byte.

A unidade armazenamento de dados nanométrica foi construída átomo por átomo, com a ajuda de um microscópio de varredura por tunelamento, e os pesquisadores criaram padrões regulares de átomos de ferro, alinhando-os em fileiras de seis átomos cada.

Duas linhas são suficientes para armazenar um bit. Um byte, por sua vez, é composto por oito pares de linhas de átomos. O byte inteiro ocupa uma área de 4 por 16 nanômetros. “Isso corresponde a uma densidade de armazenamento que é 100 vezes maior em comparação com um disco rígido moderno”, explicou Sebastian Loth, do CFEL, responsável pela construção desses bits e bytes atômicos. E é também 160 vezes mais denso do que um memória flash, 417 vezes mais do que uma memória DRAM e 10 mil vezes mais denso do que uma SRAM.

Na unidade, os dados são gravados e lidos com a ajuda do microscópio eletrônico, e os pares de linhas de átomos têm dois estados magnéticos possíveis, representando os valores 0 e 1 de um bit clássico.

Um pulso elétrico emitido pela ponta do STM inverte a configuração magnética de um estado para o outro, fazendo a gravação, e um pulso mais fraco permite ler a configuração.

Apesar de os nanomagnetos serem estáveis apenas a uma temperatura de -268º C (5 Kelvin), os pesquisadores esperam que conjuntos de cerca de 200 átomos sejam estáveis a temperatura ambiente. De qualquer forma, ainda vai demorar algum tempo antes que ímãs atômicos possam ser usados de forma prática no armazenamento de dados.

Com a novidade, o antiferromagnetismo foi empregado pela primeira vez para o armazenamento de dados. No material antiferromagnético, os spins dos átomos vizinhos são alinhados em posições opostas, o que torna o material magneticamente neutro em um nível maciço – em macroescala.

Isso significa que as linhas de átomos antiferromagnéticas podem ser colocadas muito mais próximas umas das outras, sem interferir magneticamente entre si – os bits foram colocados a apenas um nanômetro de distância uns dos outros.

Além disso, ao o contrário dos materiais ferromagnéticos, usados em discos rígidos convencionais, os materiais antiferromagnéticos são relativamente insensíveis a campos magnéticos, devendo, inicialmente, permitir que as informações sejam guardadas de forma mais densa.

Nesse experimento, além de construir a menor unidade de armazenamento magnético de dados do mundo, a equipe criou uma plataforma de testes ideal para a transição da física clássica para a física quântica.

“Nós podemos agora usar essa capacidade para investigar como a mecânica quântica entra em ação. O que diferencia os ímãs quânticos dos ímãs clássicos? Como é que um ímã se comporta na fronteira entre os dois mundos? Essas são questões interessantes que poderão ser respondidas em breve,” prevê Loth.

Com informações de Inovação Tecnológica