Мозаика из атомов, где каждый кусочек переключается сам по себе, долго оставалась красивой, но нерабочей идеей. В обычном сегнетоэлектрике, материале, который хранит бит направлением электрической поляризации, соседние кусочки связаны. Чтобы перевернуть один, приходится тащить за собой других, и узор получается крупным: домены шириной в несколько нанометров, а не в один атом.

Оказалось, связь между кусочками можно почти полностью разорвать. Для этого слои титаната бария толщиной в одну элементарную ячейку чередуют со слоями цирконата или станната бария. Атомы циркония или олова крупнее титана, поэтому кислородные клетки вокруг них слегка перекашиваются. Возникает особый узор колебаний кристаллической решётки, который гасит взаимодействие между соседними ячейками.

Расчёты на суперкомпьютере показали: в такой мозаике можно перевернуть один кусочек, не трогая остальные. Домен занимает четверть элементарной ячейки, а энергия его границы всего 2,2 миллиджоуля на квадратный метр. Для сравнения: у обычных сегнетоэлектриков эта энергия в сотни раз больше.

Практическая выгода видна сразу. Плотность записи достигает 320 терабит на квадратный сантиметр. На площади почтовой марки поместится содержимое нескольких миллионов книг. При этом переключение одного кусочка требует всего 0,135 электронвольта, что обещает низкое энергопотребление.

Мозаика из атомов перестала быть метафорой. Теперь это инженерная задача: вырастить такие сверхтонкие слои на подложке из оксида магния и проверить, как кусочки переключаются в реальном устройстве. Если эксперимент подтвердит расчёт, память с атомной точностью перейдёт из научной фантастики в серийное производство.