[PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Kleinste harddisk ooit schrijft informatie atoom voor atoom

From: Michel van Baal <M.vanBaal@xxxxxxxxxx>
To: "pwc-media@xxxxxxxxxxxxx" <pwc-media@xxxxxxxxxxxxx>
Date: Mon, 18 Jul 2016 15:07:27 +0000

[cid:image002.jpg@01D1E115.E17C0820]<https://www.dropbox.com/s/0tuiz50j6p7v618/Feynman.png?dl=0>Kleinste
harddisk ooit schrijft informatie atoom voor atoom

Elke dag creëert de maatschappij miljarden gigabytes aan nieuwe data. Om al die
data goed te kunnen bewaren, wordt het steeds belangrijker dat elke bit
informatie zo min mogelijk ruimte inneemt. Een team wetenschappers van het
Kavli Institute of Nanoscience van de TU Delft is er in geslaagd de ultieme
limiet te bereiken: ze bouwden een geheugen van 1 kilobyte (8000 bits) waarbij
elke bit bepaald wordt door de positie van slechts één enkel chlooratoom. "In
theorie zouden we met deze capaciteit alle boeken die de mensheid ooit heeft
geschreven kunnen bewaren op één postzegel', stelt onderzoeksleider Sander
Otte. Zijn team bereikte een opslagcapaciteit van 80 Terabits per vierkante
centimeter, meer dan 500 keer beter dan de beste commerciële harddisk die
momenteel te koop is. De onderzoekers publiceerden er over in Nature
Nanotechnology op maandag 18 juli.

Feynman
In 1959 daagde de beroemde natuurkundige Richard Feynman zijn collega's al uit
om apparaten te ontwerpen op de kleinst mogelijke schaal. In zijn beroemde
lezing 'There's plenty of room at the bottom' speculeerde hij dat we ooit een
materiaal zouden maken waarmee we, door de individuele atomen te herschikken,
informatie per atoom konden opslaan. Als eerbetoon aan Feynman heeft het team
van Otte nu een deel van zijn lezing gecodeerd op een oppervlak van slechts 100
nanometer breed.

Schuifpuzzel
Om informatie zo te kunnen opslaan, gebruikten de wetenschappers een scanning
tunneling microscope (STM), waarin een scherpe naald de atomen van een
oppervlak één voor één aftast. Daarmee kunnen de onderzoekers niet alleen de
atomen zien, maar de naald kan de atomen ook verschuiven. "Je kunt het
vergelijken met een schuifpuzzel", legt Otte uit, "Elke bit bestaat uit twee
posities op een oppervlak van koperatomen, en één clooratoom dat we op die twee
plekken heen en weer kunnen schuiven. Als het chlooratoom op de bovenste
positie ligt, zit dus onderin een gat: dit noemen we een 1. Als het gat boven
zit en het chlooratoom dus onder, dan is de bit een 0." Doordat de chlooratomen
omringd worden door andere chlooratomen, behalve bij de gaten, houden ze elkaar
op hun plek. Daardoor is deze methode met gaten veel stabieler dan methodes met
losliggende atomen en geschikter voor data-opslag.

[cid:image003.png@01D1E10C.3994DF50]<https://www.youtube.com/watch?v=ZcU-sZJkh_U>

QR codes
De Delftse onderzoekers organiseerden hun geheugen in blokken van 8 bytes,
ofwel 64 bits. Elk blok heeft een merkteken, gemaakt van dezelfde 'gaten' in
het raster van chlooratomen. Deze merktekens werken als minuscule QR codes en
dragen informatie over de precieze locatie van het blok op de koperlaag.
Daarnaast geeft de code aan of een geheugen beschadigd is, bijvoorbeeld door
lokale verontreiniging of een fout in het oppervlak. Op deze manier kan het
geheugen eenvoudig worden opgeschaald naar hele grote formaten, zelfs als het
koperoppervlak niet helemaal perfect is.

Datacenters
De nieuwe aanpak biedt uitstekende vooruitzichten in termen van schaalbaarheid
en de stabiliteit, maar het zal nog wel even duren voordat dit soort
opslagcapaciteit in datacenters terug te vinden is. Otte: "In de huidige vorm
kan het geheugen alleen functioneren onder vacuüm en gekoeld tot 77 Kelvin met
vloeibaar stikstof. We zijn er dus nog niet, maar daadwerkelijke opslag van
data op atomaire schaal is hierdoor zeker een flinke stap dichterbij gekomen."

Het onderzoek werd mede mogelijk gemaakt door NWO en FOM. Aan het project
werkten ook wetenschappers mee van het International Iberian Nanotechnology
Laboratory (INL) in Portugal, die berekeningen deden aan het gedrag van de
chlooratomen.

Noot voor de redactie:
Voor meer informatie: dr. Sander Otte, Kavli Institute of Nanoscience, TU Delft:
A.F.Otte@xxxxxxxxxx<mailto:A.F.Otte@xxxxxxxxxx>, +31 15 278 8998

http://ottelab.tudelft.nl

Op youtube staat een animatie (vrij te gebruiken) waarin het proces van
atomaire dataopslag wordt uitgelegd:
https://www.youtube.com/watch?v=ZcU-sZJkh_U<https://www.youtube.com/watch?v=ZcU-sZJkh_U&feature=youtu.be>

Publicatie: 'A kilobyte rewritable atomic memory', Nature Nanotechnology.
http://dx.doi.org/10.1038/nnano.2016.131

F. E. Kalff1, M. P. Rebergen1, E. Fahrenfort1, J. Girovsky1, R. Toskovic1, J.
L. Lado2, J. Fernández-Rossier2,3 and A. F. Otte1
1Department of Quantum Nanoscience, Kavli Institute of Nanoscience, Delft
University of Technology, Lorentzweg 1, 2628 CJ Delft, The Netherlands

2International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL), Avenida Mestre José
Veiga, 4715-310 Braga, Portugal

3Departamento de Física Aplicada,Universidad de Alicante, San Vicente del
Raspeig 03690, Spain

Afbeeldingen in hoge resolutie:

Feynman.png<https://www.dropbox.com/s/0tuiz50j6p7v618/Feynman.png?dl=0>: STM
opname (96 nm breed, 126 nm hoog) van het 1 kB geheugen, geschreven naar een
fragment uit There's plenty of room at the bottom (met ondertitels).

Darwin.png<https://www.dropbox.com/s/ic87c95bozfd0k8/Darwin.png?dl=0>: STM
opname van hetzelfde geheugen, geschreven naar een fragment uit On the Origin
of Species van Charles Darwin (zonder ondertitels).

Legend.png<https://www.dropbox.com/s/37vwbno4illrbn7/Legend.png?dl=0>: Uitleg
van de bitstructuur en de atomaire merktekens.

U ontvangt dit bericht via de PWC-medialijst. U kunt zich afmelden via
www.platformwetenschapscommunicatie.nl<file:///\\www.platformwetenschapscommunicatie.nl>.
Dit bericht is afkomstig van de TU Delft, Communication, Postbus 5, 2600 AA
Delft, www.tudelft.nl<http://www.tudelft.nl/>.

[PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Kleinste harddisk ooit schrijft informatie atoom voor atoom

Other related posts: