Investigadores de la Universidad de Basilea han informado de un nuevo método que permite controlar el estado físico de unos pocos átomos o moléculas dentro de una red. Se basa en la autoorganización espontánea de moléculas en extensas redes con poros de aproximadamente un nanómetro de tamaño. En el diario Pequeña , los físicos informaron sobre sus investigaciones, lo que podría ser de especial importancia para el desarrollo de nuevos dispositivos de almacenamiento.

Alrededor del mundo, Los investigadores están intentando reducir los dispositivos de almacenamiento de datos para lograr la mayor capacidad de almacenamiento en el menor espacio posible. En casi todas las formas de medios, La transición de fase se utiliza para el almacenamiento. Para la creación de CD, por ejemplo, Se usa una hoja muy delgada de metal dentro del plástico que se derrite en microsegundos y luego se solidifica nuevamente. Habilitar esto a nivel de átomos o moléculas es el tema de un proyecto de investigación dirigido por investigadores de la Universidad de Basilea.

Cambiar la fase de átomos individuales para el almacenamiento de datos

En principio, se puede utilizar un cambio de fase en el nivel de átomos o moléculas individuales para almacenar datos; dispositivos de almacenamiento de este tipo ya existen en la investigación. Sin embargo, son muy laboriosos y costosos de fabricar. El grupo dirigido por el profesor Thomas Jung de la Universidad de Basilea está trabajando para producir unidades de almacenamiento tan pequeñas que constan de solo unos pocos átomos utilizando el proceso de autoorganización. simplificando así enormemente el proceso de producción.

Para tal fin, el grupo primero produjo una red organometálica que parece un tamiz con agujeros definidos con precisión. Cuando se eligen las conexiones y condiciones adecuadas, las moléculas se organizan independientemente en una estructura supramolecular regular.

Átomos de xenón:a veces sólidos, a veces líquido

La física Aisha Ahsan, autor principal del estudio actual, ahora ha agregado átomos de gas xenón individuales a los agujeros, que son sólo un poco más de un nanómetro de tamaño. Mediante el uso de cambios de temperatura y pulsos eléctricos aplicados localmente, logró cambiar a propósito el estado físico de los átomos de xenón entre sólido y líquido. Ella pudo causar este cambio de fase en todos los agujeros al mismo tiempo por temperatura. Las temperaturas para la transición de fase dependen de la estabilidad de los grupos de xenón, que varía según el número de átomos de xenón. Con el sensor del microscopio ha inducido el cambio de fase también localmente, para un poro que contiene xenón individual.

Como estos experimentos deben realizarse a temperaturas extremadamente bajas de unos pocos Kelvin (por debajo de -260 ° C), Los propios átomos de xenón no se pueden utilizar para crear nuevos dispositivos de almacenamiento de datos. Los experimentos han probado, sin embargo, que las redes supramoleculares son adecuadas en principio para la producción de estructuras diminutas, en el que se pueden inducir cambios de fase con solo unos pocos átomos o moléculas.

"Ahora probaremos moléculas más grandes y alcoholes de cadena corta. Estos cambian de estado a temperaturas más altas, lo que significa que es posible hacer uso de ellos, "dijo el profesor Thomas Jung, quien supervisó el trabajo.

Animación gráfica de un posible dispositivo de almacenamiento de datos a escala atómica:un elemento de almacenamiento de datos, compuesto de solo seis átomos de xenón, se licua mediante un pulso de voltaje.