Uno dei principali obiettivi di chi progetta sistemi per memorizzare dati è quello di trovare una tecnica che possa permettere di utilizzare il minor numero di unità fisiche possibile per ogni bit di informazione. Per essere concreti, il punto d'arrivo di chi realizza memorie è immagazzinare un bit all'interno di un singolo atomo.

Ed è proprio in questa direzione che si stanno muovendo i ricercatori di IBM che hanno da poco dimostrato come sia possibile memorizzare informazioni in appena 12 atomi magnetici. Rispetto alle tecnologie attuali si tratta di un passo avanti notevole: gli hard drive disponibili sul mercato fanno uso di circa un milione di atomi per memorizzare un singolo bit di informazione.

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I vantaggi derivanti da questa scoperta sono fondamentali per la realizzazione di dispositivi sempre più piccoli ed efficienti. Seguendo il nuovo approccio, gli scienziati hanno dimostrato che i sistemi di storage magnetici possono garantire una densità di informazione fino a 100 volte superiore quella attuale. Il tutto grazie ad una forma di magnetismo non convenzionale chiamata "antiferromagnetismo".

Andreas Heinrich, a capo del gruppo di ricerca di IBM di stanza in Almaden, California, afferma: “The chip industry will continue its pursuit of incremental scaling in semiconductor technology but, as components continue to shrink, the march continues to the inevitable end point: the atom. We’re taking the opposite approach and starting with the smallest unit - single atoms - to build computing devices one atom at a time.”

Finora i dispositivi di storage magnetici hanno fatto affidamento sulle proprietà ferromagnetiche dei suoi elementi: facendo interagire gli atomi con un magnete, gli spin dello stesso si allineano tutti nella stessa direzione, determinando se l'informazione memorizzata è uno 0 oppure un 1. L'ostacolo maggiore offerto da questa tecnica risiede nell'impossibilità di miniaturizzare ulteriormente a causa dell'interazione fra atomi vicini. La magnetizzazione di un bit può pesantemente incidere sulle proprietà degli atomi vicini.

Gli scienziati di IBM hanno utilizzato un STM (scanning tunneling microscope) per ingegnerizzare in maniera atomica un gruppo di 12 atomi antiferromagneticamente i quali sono stati in grado di immagazzinare un bit di dati per ore a basse temperature. La tecnica ha avuto successo in quanto permette di sfruttare l'alternanza della direzione di spin magnetico per mettere i bit sempre più vicini l'un l'altro ed evitare che possano essere influenzati dallo stato del vicino.

I ricercatori hanno prvato a scrivere e leggere la parola "THINK" (un vero mantra per IBM) codificata in ASCII: sono stati sufficienti 96 atomi di ferro per un byte (8 bit).