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 redes extensas con poros de aproximadamente unonanómetros de tamaño. En la revista ' pequeño ', los físicos informaron sobre sus investigaciones, que podrían ser de particular importancia para el desarrollo de nuevos dispositivos de almacenamiento.
En todo el 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, paraPor ejemplo, se usa una hoja de metal muy delgada dentro del plástico que se derrite en microsegundos y luego se solidifica nuevamente. Permitir esto a nivel de átomos o moléculas es el tema de un proyecto de investigación dirigido por investigadores de la Universidad de Basilea.
Cambio de fase de átomos individuales para el almacenamiento de datos
En principio, un cambio de fase en el nivel de átomos o moléculas individuales se puede utilizar 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 liderado porEl profesor Thomas Jung de la Universidad de Basilea está trabajando para producir unidades de almacenamiento tan pequeñas que consisten en solo unos pocos átomos utilizando el proceso de autoorganización, lo que simplifica enormemente el proceso de producción.
Con este fin, el grupo primero produjo una red organometálica que parece un tamiz con agujeros definidos con precisión. Cuando se eligen las conexiones y condiciones correctas, las moléculas se ordenan independientemente en una estructura supramolecular regular.
átomos de xenón: a veces sólidos, a veces líquidos
La física Aisha Ahsan, autora principal del estudio actual, ahora ha agregado átomos de gas xenón individuales a los orificios, que tienen solo un poco más de un nanómetro de tamaño. Mediante el uso de cambios de temperatura y pulsos eléctricos aplicados localmente, logrócambiando intencionalmente 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 segúnen el número de átomos de xenón. Con el sensor del microscopio ha inducido el cambio de fase también localmente, para un poro individual que contiene xenón.
Dado que estos experimentos deben realizarse a temperaturas extremadamente bajas de unos pocos Kelvin por debajo de -260 ° C, los átomos de xenón en sí mismos no pueden usarse para crear nuevos dispositivos de almacenamiento de datos. Sin embargo, los experimentos han demostrado que las redes supramoleculares sonAdecuado en principio para la producción de estructuras diminutas, en las que se pueden inducir cambios de fase con 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 en la escala atómica: un elemento de almacenamiento de datos, hecho de solo seis átomos de xenón, se licua mediante un pulso de voltaje.
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Materiales proporcionado por Universidad de Basilea . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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