Anasayfa » Sektörler » Mühendislik Tasarım ve Dizayn » Tek Bir Atoma Veri Saklamak Artık Mümkün!

Tek Bir Atoma Veri Saklamak Artık Mümkün!

IBM Research Almaden ve EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne)’den bir ekip tek bir atomdan oluşan dünyanın en küçük mıknatısını üretti. Bununla kalmayıp, bu mıknatısın içerisine bir bit veri yerleştirdiler ve bu verinin saklanabilir olmasını sağladılar. Bu çalışmanın öncesinde dünya üzerinde en küçük veri saklama biriminin moleküller olduğu düşünülmekteydi. Kimya bilimine ve teknoloji sektörüne önemli bir adım niteliğinde olan bu çalışma mühendislik dünyası tarafından büyük ilgi gördü. IBM Research Almaden tarafından geliştirilen bir Taramalı Tünelleme Mikroskobunun (STM) ucuna tek bir demir atomundan oluşan Elektron Spin Rezonansı (ESR) algılayıcı yerleştirilerek mikroskoplar, bir yüzeyi tarayan ultra sivri bir yoklayıcı mil ile elektronlar arasındaki tünelleşmeyi saptıyor. Sistem bir atomun manyetik alanını diğer tüm sistemlerden daha iyi ve hassas ölçebiliyor. Bu sayede demir atomu kullanılarak elektron hareketleri aktif olarak izlenebiliyor. 

Peki, bu demir atomu algılayıcı mikroskoplar ne amaçla kullanılacaklar? Holmiyum gibi hakkında çok fazla bilgi sahibi olamadığımız atomların manyetik alanlarını hesaplamak amacıyla kullanılacak. Holmiyum atomu, yüksek manyetizma özelliğiyle bilinen bir toprak alkali metallerdendir. Algılayıcı geliştirilmeden önce yüksek manyetik alana sahip atomların manyetik kutuplarına zarar vermeden incelemek imkansızdı. Araştırmacılar demir ve holmiyum atomlarını aralarında bir nanometre mesafe olacak şekilde yerleştirerek günümüzdeki sabit disk sürücülerinden veya belleklerden bin kat daha yoğun manyetik alana sahip aygıtların elde edilmesi mümkün kılabilecekler. Bu durumu daha anlaşılır hale getirmek gerekirse, artık 35 bin şarkı ve 25 bin video klip ve 30 bin fotoğraf saklayabilen bir iTunes arşivini kredi kartından küçük bir aygıta sığdırmak mümkün olacak. 

Peki, bu algılayıcılar nasıl çalışıyor? Araştırmacılar mikroskoba manyetik alan uyguluyor, sonrasında mikroskobun tünel alanına yüksek voltaj uygulayarak voltajın frekansının spin frekansı ile eşitlenmesini bekliyorlar. Eşitlik sağlanınca, ısıl değişme gerçekleşiyor ve mikroskobun ucundaki demir algılayıcı değişimi saptayarak civardaki manyetik atomlara yani holmiyuma tepki gösteriyor.

Algılayıcılar aslında yazıp okuyabilen birer tek atomlu sistemler ve bu sistemler, altındaki metal elektrotlar ve üstündeki manyetik atom (holmiyum) arasına magnezyum oksit katmanı konularak işleme başlıyor. Magnezyum oksit, polarizasyonu her durumda koruyabildiği için işlem sırasında tercih ediliyor.  Daha sonra eşleşmemiş elektron spinine sahip atomlar “yazma” ve “okuma” işlemlerini gerçekleştirecek manyetik alanı oluşturarak mikroskobun çalışmasını sağlıyor. Okuma ve yazma işlemleri sabit disk sürücülerindeki çalışma prensibiyle aynı şekilde işliyor. Bu teknolojinin yakın zamanda bilgisayardaki sabit disk okuyucularının yerini alacağına inanılıyor. Fakat, bilim ve mühendislik alanında geliştirilmesi gereken buluşlardan biri olan demir algılayıcı mikroskoplar, 4 kelvin sıcaklıkta çalıştıklarından yakın gelecekte akıllı telefon ve tabletlerde kullanılması şimdilik öngörülmüyor.

Kaynaklar:

https://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/51787.wss, Erişim Tarihi: 28/01/2018.

http://www.bbc.com/turkce/haberler-42395978, Erişim Tarihi: 19/02/2018

https://www.flickr.com/photos/ibm_research_zurich/albums/72157677476172364/with/33232151175/, Erişim Tarihi: 28/01/2017

Send this to friend