p As imagens do microscópio de tunelamento de varredura (STM) mostram os três diferentes estados da molécula, que correspondem a um código trinário para criptografar informações:em um estado altamente magnético (à esquerda), em um estado magnético baixo com átomos que se moveram mais próximos (meio) e em um estado magnético igualmente baixo, mas giraram 45 graus (direita). Crédito:Manuel Gruber
p Ao longo dos últimos anos, os blocos de construção da mídia de armazenamento tornaram-se cada vez menores. Mas uma maior miniaturização da tecnologia atual é dificultada pelos limites fundamentais da mecânica quântica. Uma nova abordagem consiste em usar as chamadas moléculas de spin-crossover como a menor unidade de armazenamento possível. Semelhante a discos rígidos normais, essas moléculas especiais podem salvar informações por meio de seu estado magnético. Para fazer isso, eles devem ser colocados em superfícies sem prejudicar sua capacidade de salvar as informações. p Uma equipe de pesquisa da Universidade de Kiel não apenas colocou com sucesso uma nova classe de moléculas de spin-crossover em uma superfície, eles também usaram interações que antes eram consideradas obstrutivas para melhorar a capacidade de armazenamento da molécula. A densidade de armazenamento de discos rígidos convencionais poderia, portanto, teoricamente ser aumentada em mais de 100 vezes, e os suportes de dados poderiam ser significativamente menores. Os cientistas publicaram suas descobertas em
Nano Letras .
p A diferenciação entre duas possibilidades é a menor informação que um computador pode salvar. bits, como a menor unidade de armazenamento eletrônico, são os blocos de construção básicos para todas as informações armazenadas em discos rígidos. Eles são apresentados como uma sequência de zeros e uns. Ao longo dos últimos anos, os meios de armazenamento tornaram-se cada vez menores, enquanto sua capacidade de armazenar informações aumentou. Um bit em um disco rígido agora requer apenas um espaço de cerca de 10 por 10 nanômetros. Ainda é muito grande para miniaturizar componentes, Contudo.
p "A tecnologia que está sendo usada atualmente para armazenar dados em discos rígidos agora atinge os limites fundamentais da mecânica quântica devido ao tamanho do bit. Não pode ficar menor, da perspectiva de hoje, "diz Torben Jasper-Tönnies, pesquisador de doutorado no grupo de trabalho do Professor Richard Berndt no Instituto de Física Experimental e Aplicada da Universidade de Kiel. Ele e seus colegas usaram uma única molécula para codificar um pouco para demonstrar um princípio que poderia permitir que discos rígidos ainda menores com mais armazenamento no futuro. "Nossa molécula tem apenas um nanômetro quadrado de tamanho. Mesmo com isso sozinho, um bit poderia ser codificado em uma área 100 vezes menor do que o necessário atualmente, "diz o Dr. Manuel Gruber. Este seria mais um passo para mudar os limites da física quântica na tecnologia de armazenamento.
p A ponta do STM (amarela) assume o papel de uma cabeça de leitura e gravação de um disco rígido para a molécula ligada à superfície de nitreto de cobre (preta). Crédito:Manuel Gruber
p A molécula que a equipe de pesquisa usou pode assumir dois estados magnéticos diferentes, e quando anexado a uma superfície especial, também pode alterar sua conexão com a superfície. Ele pode então ser alternado entre um estado magnético alto e baixo, e girado em 45 graus. "Quando transferido para a tecnologia de armazenamento, seríamos capazes de descrever informações sobre três estados - sendo 0, 1 e 2, "explicou Jasper-Tönnies." Como uma unidade de armazenamento, não teríamos um pouco, teríamos um 'trit'. O código binário se tornaria um código trinário. "
p O desafio para os pesquisadores foi encontrar uma molécula adequada e uma superfície adequada, bem como usar o método correto para conectar os dois de uma forma que ainda permita que funcionem. "Moléculas magnéticas, as chamadas moléculas de spin-crossover, são muito sensíveis e facilmente danificados. Precisávamos encontrar uma maneira de anexar firmemente a molécula à superfície sem afetar sua capacidade de comutação, "explicou Gruber.
p Seus experimentos finalmente valeram a pena:químicos do grupo de trabalho do professor Felix Tuczek no Instituto de Química Inorgânica sintetizaram uma molécula magnética de uma classe especial (a chamada molécula de cruzamento de spin de Fe (III)). Os físicos Jasper-Tönnies, Gruber e Sujoy Karan conseguiram, por evaporação, depositar essa molécula em uma superfície de nitreto de cobre. Usando eletricidade, pode ser alternado entre diferentes estados de spin, e também entre duas direções diferentes (no chamado estado de baixo spin). A ponta fina de um microscópio de tunelamento (STM) atua como a cabeça de leitura e escrita de um disco rígido em seus experimentos. Ele permite que a molécula não seja apenas "escrita" como um meio de armazenamento, mas também para ser "lido" usando eletricidade.
p Antes que essas moléculas possam ser usadas como um armazenamento de dados em um nível industrial, uma investigação mais aprofundada deve ser realizada. De fato, a prova de princípio é demonstrada usando equipamentos volumosos, e mais trabalho é necessário para integrar essa memória molecular em um pequeno chip.