Moore 2.0: nieuwe molecuul slaat 100x meer data op

Een nieuw molecuul kan de weg vrijmaken voor hardware ter grootte van een postzegel die 100 keer meer digitale data kan opslaan dan de huidige technologieën. “Dat staat gelijk aan ongeveer 40.000 cd-kopieën van het album The Dark Side of the Moon op een harde schijf ter grootte van een postzegel, of ongeveer een half miljoen TikTok-video’s.”

Het is ontwikkeld door chemici van de Australian National University en de Universiteit van Manchester. Ze melden wel dat het zo koud moet zijn ‘als de donkere kant van de maan ‘s nachts’. Dat is zo’n -160 °C.

Het onderzoek is gepubliceerd in Nature.

“De nieuwe single-molecule magneet kan zijn magnetisch geheugen tot 100 Kelvin behouden, wat ongeveer -173 graden Celsius is, of zo koud als een avond op de maan”, aldus mede-hoofdauteur Nicholas Chilton, die er duidelijk van houdt over de grenzen van zijn vakgebied te kijken: “Dit is een aanzienlijke vooruitgang ten opzichte van het vorige record van 80 Kelvin, wat ongeveer -193 graden Celsius is. Indien geperfectioneerd, zouden deze moleculen grote hoeveelheden informatie in kleine ruimtes kunnen verpakken. The Dark Side of the Moon van Pink Floyd verscheen in 1973. De technologie heeft sindsdien een lange weg afgelegd en tegenwoordig luisteren we naar muziek via nieuwe digitale media zoals Spotify en zelfs TikTok. Dit nieuwe molecuul zou kunnen leiden tot nieuwe technologieën die ongeveer drie terabyte aan data per vierkante centimeter kunnen opslaan. Dat staat gelijk aan ongeveer 40.000 cd-kopieën van het album The Dark Side of the Moon op een harde schijf ter grootte van een postzegel, of ongeveer een half miljoen TikTok-video’s.”

Magneten van één molecuul

Nu meer mensen dan ooit tevoren op internet surfen, door sociale media scrollen, video’s streamen en bestanden uploaden naar cloudgebaseerde systemen, groeit de vraag naar nieuwe soorten informatietechnologie-infrastructuur die de immense hoeveelheden data die dagelijks worden verbruikt, kunnen opslaan en verwerken.

Magnetische materialen spelen al lange tijd een belangrijke rol in dataopslagtechnologieën. Momenteel slaan harde schijven data op door kleine gebieden te magnetiseren die bestaan ​​uit vele atomen die samenwerken om het geheugen te behouden.

Magneten bestaande uit één molecuul kunnen informatie individueel opslaan en hebben geen hulp van hun buren nodig om hun geheugen te behouden, wat potentieel biedt voor extreem hoge datadichtheden.

Bruikbaar in datacenters

De uitdaging is altijd de extreem lage temperatuur geweest die nodig is om te functioneren. “Hoewel dataopslag bij 100 Kelvin, oftewel ongeveer -173 graden Celsius, nog lang niet haalbaar is in je telefoon, is het dat wel in de enorme datacenters, zoals die van Google”, aldus mede-hoofdauteur professor David Mills.

Warmer dan stikstof

Hoewel de nieuwe magneet nog ver onder kamertemperatuur moet worden gekoeld, ligt de temperatuur nu ruim boven die van vloeibare stikstof, een gemakkelijk verkrijgbare koelvloeistof, namelijk 77 Kelvin, oftewel ongeveer -196 graden Celsius.

Stikstof-dysprosium-stikstof

De sleutel tot het succes van de nieuwe magneten is de structuur, met het zeldzame aardelement dysprosium tussen twee stikstofatomen. Deze drie atomen zijn bijna in een rechte lijn gerangschikt – een configuratie waarvan voorspeld werd dat deze de magnetische prestaties zou verbeteren, maar die nu voor het eerst is gerealiseerd.