Gli scienziati hanno aggiunto uno strumento cruciale al kit di strumenti di produzione su scala atomica con importanti implicazioni per il mondo odierno basato sui dati e ad alta intensità di carbonio, secondo una nuova ricerca dell'Università di Alberta in Canada.

"I computer di oggi contribuiscono con una gigatonnellata di emissioni di carbonio nell'atmosfera, e possiamo eliminarlo potenziando le parti più affamate di energia dei computer convenzionali con i nostri circuiti su scala atomica, " ha detto Robert Wolkow, professore presso il Dipartimento di Fisica dell'Università di Alberta, Principal Research Officer presso il National Research Council of Canada's Nanotechnology Research Centre, e direttore tecnico di Quantum Silicon Inc, una società spin-off che porta la tecnologia sul mercato. "Questo nuovo strumento consente un migliore tipo di computer ibrido ultra efficiente per l'addestramento di reti neurali per l'intelligenza artificiale".

L'ultima scoperta accelera il processo di produzione su scala atomica, sfruttando un fenomeno fisico naturale. Le molecole di idrogeno cercano e riparano automaticamente gli errori nei circuiti su scala atomica e possono essere utilizzate per migliorare significativamente le velocità di riscrittura dell'archiviazione dei dati atomici. Questo lavoro si basa sulla dedizione decennale del gruppo di ricerca di Wolkow alla realizzazione del potenziale per la produzione su scala atomica, qualcosa che si è spostato da un sogno idealistico a una realtà sempre più probabile nei prossimi anni.

"Ci vorranno un paio d'anni, ma c'è un vero percorso verso dispositivi su scala atomica che avrà un grande impatto per il nostro mondo, " disse Roshan Achal, autore principale della nuova scoperta, attualmente sta completando il suo dottorato di ricerca. con Wolkow. "E ora abbiamo questa applicazione migliore e più veloce della memoria atomica, che continuerà solo a migliorare con il tempo."

Achal ha spiegato che il processo tecnico di spostamento delle molecole di idrogeno a livello atomico aumenta in efficienza man mano che i circuiti elettronici e le memorie aumentano di dimensioni, traducendosi in una più facile produzione di massa di elettronica a bassa potenza con più memoria e un funzionamento più veloce.

Considerazioni sul carbonio

I risultati presentano potenziali applicazioni da dischi rigidi più piccoli a data center più efficienti, una necessità e una nuova realtà per il nostro mondo incentrato sul clima basato sui dati.

Wolkow e Achal sono due delle menti dietro le recenti scoperte rivoluzionarie dei gruppi, che includono la creazione della memoria di archiviazione più alta dimostrata e il primo circuito atomico in silicio. Il gruppo ha rapidamente e silenziosamente perfezionato le proprie tecniche, che era lento ma sufficiente per le applicazioni nei laboratori scientifici. Questi recenti sviluppi hanno accelerato il processo di 1000 volte, rendendolo così più pratico per le applicazioni scalabili nel mondo reale.

Una derivazione imprevista della loro scoperta relativa all'idrogeno è la capacità di rilevare altre molecole, presentando il potenziale per il rilevamento chimico all'interno dei loro circuiti su scala atomica, utile ad esempio nella rilevazione di alcol, THC, e molecole presenti negli esplosivi.

"Ora è possibile rilevare elettricamente una singola molecola che atterra su una superficie, " ha detto Wolkow. "È come se una lampadina si accendesse quando questo accade. Stai rilevando il più piccolo evento più delicato. È bello e così utile. È suscettibile di incorporazione di sensori in qualsiasi cosa, dal telefono ai dispositivi diagnostici nell'ambulatorio medico."

Per Acal, quest'ultima pubblicazione funge da coronamento perfetto per la sua tesi, che sta finendo il mese prossimo. "Questo nuovo documento è il culmine di quello che vedo come l'ultimo pezzo di ciò di cui aveva bisogno il nostro kit di strumenti di fabbricazione su scala atomica. Ora possiamo davvero iniziare a lavorare sulla realizzazione di questi circuiti e passare a una dimostrazione su larga scala".

La carta, "Detecting and Directing Single Molecule Binding Events on H-Si(100) with Application to Ultra-dense Data Storage" appare nel numero del 27 novembre della rivista peer-reviewed ACS Nano .