Jednoatomové magnety by mohly poskytovat rekordní hustotu záznamu až 115 terabitů na čtvereční palec, a být tak základem úložných systémů nové generace.
Stefano Rusponi z Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, který je spoluautorem příslušného článku v Nano Letters, uvádí v této souvislosti, že jednoatomové magnety představují pro klasický magnetický záznam dat z hlediska hustoty konečný limit. Nicméně podle něj se nyní výzkumníkům opravdu podařilo dosáhnout stabilní magnetizace (tj. jednotlivé magnety se vzájemně neovlivňují, což samozřejmě mohlo data narušit) tak, aby jednomu bitu odpovídal samotný atom.
Grafen v tomto případě nepředstavuje vlastní aktivní materiál, ale spolu s iridiem tvoří pouze podklad. Jednotlivé bity jsou reprezentovány atomy dysprosia. Mřížka z grafenu a irida vytváří pravidelný vzor, kde jsou od sebe ukotvené atomy dysprosia vzdálené 2,5 nanometrů – z toho se pak odvozuje výše uvedená hustota datového záznamu. Výroba média ovšem není úplně jednoduchá, atomy dysprosia se nanášejí při teplotě 40 K, pak se na příslušná místa dostanou samy difúzí, protože se jedná o uspořádání s minimem energie. Takto uspořádané atomové magnety pak samovolně nemění svoji orientaci, protože grafen má velmi nízkou hustotu elektronů i fononů. Samotné atomy dysprosia zase mají základní stav takový, který je chrání před kvantovým tunelováním – což jsou všechno jevy, které jinak samovolně narušují stabilitu atomových magnetů. Celkově tedy struktura vykazuje vysokou magnetickou „nevratnost“ – hysterezi, která ještě překonává dysprosiové magnety tvořené molekulou (iontem).
Praktické využití ovšem zatím nová technologie nemá, takto připravené magnety jsou zatím stabilní jen do teploty 10 K. Navíc jsou velmi citlivé na jakékoliv nečistoty v podkladovém substrátu, takže veškeré experimenty bylo třeba provádět ve vakuu. Tepelná stabilita by podle autorů výzkumu možná šla zvýšit tak, že grafen s iridem budou představovat pouze mezivrstvu, pod ní ještě bude nějaký substrát na bázi izolantu. Seshora by se pak atomy dysprosia pokryly nějakým ochranným nátěrem.
Zdroj: Sciencemag.cz
