Sciencemag.cz
Doporučujeme
Zatímco spin představuje jakousi míru vnitřní rotace částice, orbitální moment hybnosti odpovídá tomu, jak elektron v atomu obíhá v rámci příslušné „slupky“. Opět se nacházíme ve světě, kde vládnou pravidla kvantové fyziky, takže veličina může nabývat pouze určitých hodnot – je kvantována (povolenými hodnotami jsou násobky redukované Planckovy konstanty).
Podle nové studie lze za určitých okolností velikost orbitálního momentu celkem snadno měnit, ale samovolně k tomu nedochází, respektive oba stavy odděluje dostatečná energetická bariéra. Proto se celkem logicky objevil nápad využít hodnotu orbitálního momentu hybnosti pro reprezentaci informace. Vedle spinu tak máme další způsob kódování dat v opravdu atomovém měřítku.
Na Radboud University zatím tento princip demonstrovali při nízkých teplotách (5 K), ale předpokládají, že by mohl fungovat i při pokojové teplotě. Samotné zařízení tvoří černý fosfor (polovodič) v roli substrátu, na němž jsou umístěny atomy kobaltu. Skenovací tunelový mikroskop (STM) dokáže díky dostupnému rozlišení přímo číst příslušné hodnoty. V experimentu mohl jeden atom reprezentovat dvě různé hodnoty, nicméně toto množství lze zvýšit. Shrnutí studie neobsahuje informaci o tom, jak se tato hodnota přepíná, tj. jak se do atomu data vlastně zapisují, na Nature se v abstraktu uvádí přepínání pomocí vnějšího elektrického pole. I když data nejsou uložena do spinu, má jít v podstatě stále o magnetickou paměť, kdy dvě hodnoty orbitálního momentu hybnosti se navenek projeví jako rozdílný celkový magnetický moment nebo jako rozdílná prostorová hustota náboje.
V současnosti miniaturizace používaných pamětí došla zhruba do měřítka, kdy 1 bitu odpovídá 1000 atomů.
Brian Kiraly et al. An orbitally derived single-atom magnetic memory, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-06337-4
Zdroj: Phys.org a další
