IBM纳米科学家在单原子上存储数据比特——超微型存储突破
想象将3500万首iTunes曲库装进信用卡大小设备。虽仍是梦想，IBM Research-Almaden圣何塞近期发表于Nature的研究让我们更近现实：在单原子上读写一比特数据——惊人对比：常规硬盘单比特需10万至百万原子。
单个钬原子，一种稀土元素，作为世界最小磁体编码一比特数据。
工作原理
比特——信息基本单元——仅能取0或1，如灯开关。确定创建可靠磁性比特所需最少原子数是长期挑战。此研究中，团队打造最小磁体：单钬原子。附着于氧化镁表面，原子南北极即使在邻近磁体干扰下仍稳定取向。两取向定义比特0与1。
IBM发明、诺贝尔奖加持的定制扫描隧道显微镜（STM）聚焦电流翻转原子磁取向，实现“写”操作。同一STM测量磁性电流读取比特值。此双读写能力标志原子级存储技术重要里程碑。
认识研究者
Christopher Lutz，IBM纳米科学研究员，用STM在世界最小磁体上记录数据。
Christopher Lutz，物理学家兼计算机科学背景，长期引领原子级操纵。从UC圣克鲁兹博士项目短暂休学后，1985年入职IBM Research-Almaden，构建并行计算机模拟原子物理。与诺贝尔得主Don Eigler、后与Andreas Heinrich合作，领导25年+开创性研究，含创作世界最小电影“一个男孩和他的原子”。
“我视世界为计算序列，”Lutz解释。“以纳米精度排布原子，可构建逻辑门，如本研究所示，单原子可可靠存储数据比特。”
博士后Kai Yang，中国小城出身，IBM访问期间任校园向导志愿者后加入团队。回忆项目濒临失败：一个月未检测到两稳定磁态，面临六周截止日期。日夜奋战，凌晨4点脉冲电流技术突破，成果发表于Nature。
IBM纳米科学家Christopher Lutz（左）与Kai Yang（右）在IBM Research-Almaden。
得益于此工作，Yang入选MIT Technology Review“35岁以下35创新者”，现任IBM博士后研究员。
展望未来，团队持续探索单原子磁性及相互作用。通过在表面排布原子构建新颖结构，采用单原子自旋共振——受MRI启发技术——在前所未有分辨率探测磁性质。
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纳米材料