Магнитная запись на единичном атоме

В исследовательском центре IBM в Алмадене (США) выполнен эксперимент, в котором продемонстрирована запись и считывание магнитной информации с использованием единичных атомов гольмия Ho на поверхности кристалла оксида магния MgO. Запись состояния — перевод атомов в одно из двух направлений магнитного момента — осуществлялась с помощью импульсов тока от иглы сканирующего туннельного микроскопа. Для считывания состояния применяли оригинальный магнитометр — атом железа, расположенный рядом с атомом Ho. Энергии уровней атома Fe зависели от магнитного момента атома Ho, и при изменении момента частота переходов между подуровнями изменялась, а туннельный ток через атом Fe изменялся на 2–4%. Оказалось, что при температурах 1–4 К направление намагниченности у атома Ho сохраняется в течение нескольких часов. Кроме того, исследователи создали структуру, включающую два атома Ho и находящийся рядом с ними атом Fe, который, как и ранее, служил магнитометром. На эти атомные биты записывали и считывали, соответственно, четыре возможных состояния. Высокая магнитная стабильность в сочетании с электрическим методом чтения и записи показывает, что одноатомная магнитная память действительно возможна, но длительность хранения информации будет ограничена и связана с рабочей температурой (УФН, 2017, т. 187, с. 430).