Создана суперкомпактная магнитная память: один бит – одна молекула

Для хранения одного бита цифровой информации на жестком диске требуется примерно 3 млн магнитных атомов. Исследователи из Германии, Франции и Японии разработали память, в которой надежно переключаться между проводящим магнитным и низкопроводящим немагнитным состояниями может всего одна металлорганическая молекула. Об их достижении сообщается в журнале Nature Communications.

Кристаллы магнитной памяти из-за суперпарамагнитного эффекта с уменьшением размеров все больше подвержены термальному переключению, приводящему к потере записанной информации. Поэтому ученые нашли новое решение, поместив единственный магнитный атом железа в центр органической молекулы, состоящей из 51 атома со спинтронной связью (spin-crossover). Такая органическая оболочка защищает информацию, хранящуюся в центральном атоме.

Помимо предельно компактного размера эта память выгодно отличается надежным и полностью электрическим процессом записи. В экспериментах переключение состояний производилось электрическими импульсами, приложенными к молекуле с помощью сканирующего туннельного микроскопа. Поскольку при этом менялись не только магнитные, но и электрические свойства молекулы, считывание данных оказывается возможным выполнять простым измерением сопротивления.

Данное исследование, таким образом, демонстрирует принципиальную пригодность к практическому применению органической одномолекулярной памяти, соединяющей в себе мемрезистивные и спинтронные свойства. Оно проводилось в лабораториях Центра функциональных наноструктур Технологического института Карлсруэ (Германия), при поддержке Института физики и химии материалов в Страсбурге (Франция), синхротрона SOLEIL в Париже и Университета Чиба (Япония).