Moleküler depolama üzerine çalışan araştırmacılar, daha küçük ve daha çok kapasiteye sahip sabit diskleri üretmenin yolunu keşfetti.
Depolama birimlerinin kapasitesi uzun zamandır artırılmaya çalışıyor. Mekanik disklerin boyutu ise daha küçültmeye elverişli değil. Bu nedenle depolama yoğunluğu kuantum mekaniğinin sınırlarına ulaşmaya başladı. Ancak moleküler hafıza kullanılarak bu sorun aşılabilir.
Kiel Üniversitesi’ndeki araştırmacılar geleneksel sabit disklerin depolama yoğunluğunu artırabilecek bir yöntem keşfettiklerini bildirdi. Araştırmacılar 100 kattan daha fazla bir artıştan söz ediyor. Yeni yöntemle, moleküllerin yörünge değişimi kullanılarak mikroskobik boyutta depolama birimi ortaya çıkarılıyor. Geleneksel sabit diskler gibi bu eşsiz moleküller de verileri depolamak için manyetik durumu kullanıyor.
Moleküllerin düzgün çalışması için veri depolamayı engelleyecek bir etken olmayan kararlı bir yüzey üzerine yerleştirilmesi gerekiyor. Kiel Üniversitesi araştırmacıları moleküller arasındaki özel etkileşimlerin de maksimum depolama kapasitesine ulaşılması için çok önemli olduğunu belirtiyor.
Kiel Üniversitesi Deneysel ve Uygulamalı Fizik bölümü araştırmacılarından Manuel Gruber, şu anda geleneksel sabit disklerdeki tek bir bit’in fiziksel boyutunun 10×10 nanometre olduğunu belirtiyor. Depolama ihtiyacı artmaya devam ettikçe en yeni teknolojilerle bile ihtiyacı karşılamak mümkün olmayabilir. Ayrıca şu anda kullanılan yöntemlerle kuantum mekaniği sınırlarına da ulaşılmaya başlandı.
Kiel Üniversitesi araştırmacıları 1×1 nanometre boyutuna sahip moleküller üzerinde çalışmaya başladı. Bu yaklaşımla birlikte bir bit verinin şu andakine göre 100 kat daha küçük bir alana sıkıştırılması amaçlandı. Araştırmacılar, moleküler hafıza teknolojisini araştırmaya 2014 yılında başladı.
Fizik, kimya ve materyal bilimi alanları da dahil birçok alanda uzman ekipler bir araya geldi. Projenin odaklandığı asıl nokta moleküllerin değişim mekanizmasını daha iyi anlamak ve geliştirmekti. Bu sayede yalnızca veri depolama için değil diğer birçok alan için de potansiyel uygulama alanları araştırıldı.
Üç Farklı Bit Durumu
Yeni moleküler hafıza, yüksek ve düşük manyetik durumlar arasında geçiş yaptırılabilir ve 45 derece de döndürülebilir. Depolama için kullanıldığında üç farklı duruma ait bilgi depolanabilir: 0, 1 ve 2
Standart sabit disklerde mekanik diskler bölümlenmiş durumdadır. Diskin ufak bir parçası bit’i temsil eder. İlişkili magnetin doğrultusuna göre bit’ler disk üzerinde ya 0 ya da 1 olarak depolanır. Yeni sistemde ise moleküller 1 nanometre genişliğinde tek bir molekülde depolanabiliyor. Ek olarak da üç farklı bit durumu kullanılarak depolama yoğunluğu belirgin şekilde artırılabilir.
Araştırmacıların karşılaştığı en büyük zorluk uygun bir molekül ve yüzey platformu bulmaktı. Aynı zamanda iki kırılgan elementi düzgün ve verimli şekilde çalışabilecek şekilde bağlamak için de bir yöntem geliştirilmesi gerekiyordu. Kimya ekibi ilk olarak özel bir manyetik molekül sentezlemeyi başardı. Daha sonra fizik ekibi molekülü kararlı bakır nitrit yüzeye yerleştirdi.
Geliştirilen moleküler hafıza 4 derece Kelvin sıcaklıkta dengesiz değil. Ancak oda sıcaklığında bu durum değişebilir. Araştırmacılar bu konuda net bir bilgiye henüz sahip değil.
Araştırmacılar depolama işleminin laboratuvar dışında gerçekleşebilmesi için bir dizi engeli aşmak zorunda. Örneğin şu anda çok yüksek vakumlu bir çevrede ve çok düşük sıcaklıkta çalışmalar yürütülüyor. Gruber, bu ortamın çevrenin ölçümleri etkilememesi için oluşturulduğunu belirtti. Bu yeni teknolojinin günlük yaşamda kullanılmaya başlaması ise yakın bir tarihte gerçekleşmeyecek. Gruber, önümüzdeki 10 yıl için teknolojinin ticari ürünlerde kullanılmasını beklemiyor.
