Vědci poprvé nahlédli do pohybu atomů při zápisu dat, otevírají cestu k pamětem nové generace

Vědci z Monash University v Austrálii poprvé detailně zachytili přesné pohyby atomů, které jsou klíčové pro zápis dat do paměťových zařízení nové generace. Tento průlom by mohl otevřít cestu k vývoji menší, rychlejší a energeticky účinnější elektroniky.

Vědci z Monash University v Austrálii poprvé detailně zachytili přesné pohyby atomů, které jsou klíčové pro zápis dat do paměťových zařízení nové generace. Tento průlom by mohl otevřít cestu k vývoji menší, rychlejší a energeticky účinnější elektroniky. Studie, publikovaná v prestižním časopise Nature Communications, byla vedena doktorem Kousukem Ooeem ve spolupráci s profesorkou Joanne Etheridge a výzkumníky z Japonského centra jemné keramiky, Kjótské univerzity a Ósacké univerzity.

Tým využil pokročilou elektronovou mikroskopii v Monash Center for Electron Microscopy (MCEM) k pozorování pohybů atomů uvnitř slibných paměťových materiálů, známých jako fluoritové feroelektrika. Tyto materiály mají potenciál překonat současná omezení týkající se miniaturizace a účinnosti paměťových zařízení. V každodenních technologiích, jako jsou chytré telefony, lékařské přístroje, nositelná elektronika a bezkontaktní karty, se data ukládají jako miliardy digitálních jedniček a nul. Fyzická poloha atomu v těchto materiálech funguje jako „přepínač“ – posunutí atomu o zlomek nanometru přepne datový bit z nuly na jedničku.

Výzkum ukazuje, jak přesně tento fyzický pohyb probíhá v reálném čase. Doposud vědci nemohli přímo pozorovat, jak k tomuto přepínání dochází v řádu zlomků sekundy. Objevili, že přepínání neprobíhá v jediném kroku, ale prostřednictvím dříve neviděných mezilehlých atomových struktur, a že tento proces lze řídit změnou složení materiálu. Doktor Ooe zdůraznil, že tato přímá pozorování poskytují zcela novou úroveň porozumění, nejen že k přepínání dochází, ale přesně jak se děje na atomární úrovni. To otevírá možnosti pro navrhování materiálů, které budou rychlejší, stabilnější a mnohem energeticky účinnější.

Profesorka Etheridge dodala, že moderní technologie vyžadují stále menší a energeticky účinnější paměti. Tyto materiály jsou vzrušující, protože fungují i v rozměrech, kde konvenční materiály selhávají. Odhalením cest, kterými se atomy během přepínání ubírají, tato práce poskytuje atomární mapy pro vývoj příští generace paměťových zařízení. Zjištění nabízejí klíčové poznatky pro návrh feroelektrických materiálů nové generace, zejména jak různé prvky ovlivňují pohyb atomů a chování při přepínání. To otevírá nové možnosti pro úpravu materiálů na atomární úrovni, zlepšení jejich odolnosti a účinnosti a urychlení vývoje pokročilých paměťových technologií.