Атомная мозаика: бит в квадратике меньше нанометра

Оригинал: "Irreducible sub-nm$$^2$$ ferroelectric domains by 2D-flat polar band in perovskite superlattices"
· Pawan Kumar, Jun Hee Lee
arXiv:2609.12329v1 · 2026-09-11 · CC BY 4.0 · 1 мин
Учёные нашли способ хранить один бит в крошечном квадратике кристалла, почти не тратя энергию на его переключение.

Мозаика из атомов, где каждый кусочек переключается сам по себе, долго не получалась. В обычном материале для памяти, сегнетоэлектрике, соседние кусочки связаны. Перевернёшь один, потянутся и другие, поэтому кусочки приходится делать крупными, по несколько нанометров.

Учёные нашли способ разорвать эту связь. Они сложили сверхтонкий «сэндвич»: слой титаната бария толщиной в один атом, затем слой цирконата бария, и так далее. Атомы циркония крупнее титана, поэтому кислородные клетки вокруг них перекашиваются. От этого колебания решётки меняются так, что соседние ячейки перестают чувствовать друг друга.

Теперь один кусочек мозаики можно перевернуть, не трогая остальные. Он занимает всего четверть элементарной ячейки.

Такой маленький кусочек означает огромную плотность записи: 320 терабит на квадратный сантиметр. На площади почтовой марки поместится несколько миллионов книг. Переключение требует совсем немного энергии, поэтому память будет экономичной. Осталось вырастить такие слои в лаборатории и проверить, как они работают в настоящем устройстве.

Плотность 320 Тбит/см² означает, что на площади размером с почтовую марку можно хранить содержимое нескольких миллионов книг.

Идея хранения информации в отдельных атомных ячейках перекликается с концепцией «атомной памяти» из романа Артура Кларка «Город и звёзды», где знания хранились в кристаллических структурах.

Понятия
сегнетоэлектрик