در دسامبر ۱۹۵۹ (دی ۱۳۸۸) «ریچارد فاینمن» فیزیک‌دان معروف در سخنرانی عجیبی با عنوان «آن پایین‌ها یک عالمه جا هست!» از امکان جای دادن اطلاعات تمام کتاب‌های تاریخ در یک کارت اعتباری خبر داد. هرچند آن روز خیلی‌ها فاینمن را به سخره گرفتند، اما این سخنرانی نقطه‌ی آغاز نانوفناوری بود و اکنون که نزدیک به شش دهه از آن سخنرانی می‌گذرد، پژوهشگران انستیتو نانوفناوری کاولی (Kavli) در دانشگاه صنعتی دلفت هلند موفق شده‌اند به نهایی‌ترین حد فیزیکی ممکن برای ثبت اطلاعات دست یافته و هر بیت از اطلاعات را با استفاده از یک اتم ذخیره کنند. با پرفسورها همراه باشید تا بیشتر در جریان جزئیات این خبر قرار بگیریم.

طبق برآورد IBM روزانه ۲٫۵ میلیون ترابایت اطلاعات تولید می‌شود که می‌بایست جایی ذخیره شوند. فضا و انرژی مورد نیاز برای ذخیره‌سازی و بازخوانی این حجم عظیم اطلاعات در کنار خنک نگاه داشتن ابزارهای لازم، چالش بزرگی است که هر روز ابعاد گسترده‌تری می‌یابد. حل این مشکل به شیوه‌های سنتی نیازمند تولید حفره‌های کوچک‌تر یا استفاده از ذرات مغناطیسی ریزتر است؛ اما پژوهشگران دانشگاه دلفت از تک‌اتم‌ها برای نگارش اطلاعات استفاده کرده‌اند.

ذخیره‌سازی اتمی

در این روش جدید، آن‌ها حافظه‌ای یک کیلوبایتی  (۸۰۰۰ بیتی) ساخته‌اند که از یک ورق مستطیلی‌شکل مسی به ابعاد ۱۲۶ در ۹۶ نانومتر (۸۰۰ برابر نازک‌تر از ضخامت تار موی انسان) تشکیل شده و شبکه‌ای از اتم‌های کلر را روی خود نگه داشته است. مس در نقش پایه عمل می‌کند و اتم‌های کلر برای پایدار نگاه داشتن شبکه، یکدیگر را تقویت می‌کنند. چگالی ذخیره‌سازی این ساختار ۵۰۰ ترابایت در اینچ مربع و ۵۰۰ برابر فشرده‌تر از پیشرفته‌ترین حافظه‌های مغناطیسی موجود است. با استفاده از این فناوری می‌توان تمام کتاب‌های نگارش شده تاکنون را روی حافظه‌ای به ابعاد یک تمبر پستی ثبت کرد. برای نگارش و بازخوانی اطلاعات، پژوهشگران از میکروسکوپ تصویربرداری تونلی STM  استفاده کرده‌اند. STM براساس پدیده‌ی تونل‌زنی کوانتومی کار می‌کند و طی آن، الکترون‌ها می‌توانند از میان فضای عایق بین نوک تک‌اتمی میکروسکوپ و سطح فلز، تونل زده و جریانی الکتریکی ایجاد کنند.

ذخیره‌سازی اطلاعات به کمک نانوفناوری

حافظه‌ی جدید از واحدهای هشت بایتی (۶۴ بیتی) تشکیل شده و الگوهای خاصی از اتم‌های کلر برای مشخص کردن مرزهای هر واحد به کار رفته‌اند. در حال حاضر این سیستم نیازمند شرایط خاصی برای فعالیت است، مانند محیط خلأ کامل و دمای ۷۷ کلوین (۱۹۶ – درجهی سانتیگراد) که در حضور نیتروژن مایع ایجاد می‌شود؛ بنابراین هنوز زمان و تلاش‌های زیادی لازم است تا این فناوری به بازارهای تجاری راه یابد.

 

در ویدئوی زیر می‌توانید با این فناوری بیشتر آشنا شوید:

 

 

نوشتن دیدگاه

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.