Magnetisk upptäckt banar väg för molekylära minnen
I takt med att allt mer information lagras i molntjänster blir den enorma efterfrågan på datalagringsanläggningar ännu större. Ett genombrott från Göteborgs universitet, tillsammans med europeiska partners, har potential att dramatiskt förbättra kapaciteten för digitala minnen.
Illustration för tidskriften Materials Horizons.
Visionen av det ultimata magnetiska minnet har länge varit i form av enskilda, magnetiska atomer som skulle kunna samlas i futuristiska minneschips.
– Det finns många fördelar med att kunna använda enstaka atomer som minnesbitar, och det är i grunden bevisat möjligt. Men vid rumstemperatur rör sig atomerna för mycket och det är svårt att hålla dem stilla. Organiska molekyler kan då användas för att "sy ihop" det hela och potentiellt bilda matriser av magnetiska atomer som är rimligt stabila, säger professor Alexandre Dmitriev.
Innan det blir möjligt att börja använda molekyler som minnesenheter är det dock nödvändigt att förbättra hur de upptäcks, vilket nu har gjorts genom EU-projektet Femtoterabyte, lett av forskare från Göteborgs universitet.
Det grundläggande problemet med att hantera såpass små magnetiska minnesenheter är att det är extremt svårt att upptäcka en magnetisk signal från dem, vilket är nödvändigt för att kunna läsa den lagrade informationen. Fram tills nu har det krävts enorma, kilometerstora maskiner, som kallas röntgensynkrotroner, för att göra detta, eftersom bara sådana maskiner har nödvändig magnetisk känslighet.
Har arbetat fram en förenklad metod
Men nu har situationen förändrats. Enligt konsortiet av forskare från Göteborgs universitet, University of Pisa och University of Florens, vars gemensamma arbete nyligen syntes på omslaget till den prestigefulla tidskriften Materials Horizons är det nu möjligt att arbeta med, och detektera, enkelmolekylmagneter i vanligt laboratorium med hjälp av lättillgänglig utrustning. Den nya, förenklade metoden förbättras av optiska antenner, och använder så kallad magnetisk cirkulär dikroism, där höger- och vänster-cirkulärpolariserat ljus absorberas på olika sätt av de magnetiserade molekylerna.
– Genom våra resultat tillhandahåller vi ett verktyg som alla i världen som arbetar inom fältet enkelt kan använda för att karakterisera magnetiska egenskaper utan behov av stora experimentella anläggningar. På lång sikt är drömmen att faktiskt använda sådana system i ”molekylära minnen” eller alternativt i molekylbaserad kvantberäkning, säger Alexandre Dmitriev.
Resultaten är inte bara ett stort framsteg på vägen till magnetiska enmagnetiska minnen utan också ett bevis på vikten av att överbrygga luckorna mellan separata fält i fysiken.
– Skönheten i att kombinera olika fält, i detta fall molekylär magnetism och nanooptik, är att något väsentligt för båda fälten kan dyka upp, säger Alexandre Dmitriev.
Text: Carolina Svensson
Kontakt: Alexandre Dmitriev, alexd@physics.gu.se ,0708-423819
Illustration: Viktar Asadchy, Department of Electrical Engineering, Stanford University, Stanford, California 94305, USA.
På fotot: Forskargruppen vid Göteborgs universitet bestående av Evgeniya Smetanina, Alexandre Dmitriev och Esteban Pedruesa.