TU Delft bouwt ’s werelds kleinste harde schijf met enorme opslagdensiteit

Voor het eerst zijn wetenschappers er in geslaagd een systeem te ontwikkelen waarin een bit data per atoom kan worden opgeslagen. Een team onderzoekers van TU Delft heeft met deze techniek geheugen kunnen maken van 1 kilobyte, terwijl de grootte beperkt blijft tot 100 nanometer breedte. Met een opslagdensiteit van 500 terabits per vierkante inch is de harde schijf 500 keer efficiënter dan commerciële varianten.

Hoe efficiënt de harde schijf is, besef je wanneer je naar de uitleg van Sander Otte luistert. “In theorie laat de opslagdensiteit toe om alle boeken die ooit door mensen zijn gemaakt te schrijven op een postzegel,” vertelt de wetenschapper.

Schuifpuzzel

De harde schijf van TU Delft werkt een beetje zoals een schuifpuzzel. Het systeem is namelijk opgebouwd uit koperatomen waaraan twee chlooratomen bevestigd kunnen worden. Door slechts één van de twee posities te vullen met chloor ontstaat er hierdoor een gat. De chlooratomen kunnen zoals bij een schuifpuzzel verplaatst worden, waardoor het gat zich op een andere positie bevindt. Indien dit gat zich onderaan bevindt, spreekt men van een 1. Wanneer het gat bovenaan is, heeft men een 0.

De Nederlandse onderzoekers maakten op deze manier blokken van 8 bytes. Elk blok heeft een marker die eveneens uit gaten en chlooratomen bestaat. De markers lijken op een miniatuurversie van QR-codes en kunnen het begin en einde van een regel aankondigen en aangeven wanneer een blok beschadigd is. Dit laatste kan worden veroorzaakt door plaatselijke vervuiling in het materiaal of een fout aan het oppervlak. Hierdoor kan het geheugen groter worden gemaakt, zelfs wanneer het koperen oppervlak niet perfect is.

Vloeibare stikstof

Het systeem van TU Delft biedt mooie vooruitzichten, maar kan momenteel nog niet worden gebruikt in datacenters. “In zijn huidige vorm kan het geheugen enkel functioneren in vacuümcondities en bij temperaturen van vloeibare stikstof (-195 graden celsius). De opslag van data op atomische schaal is daarom nog ver weg. Dankzij onze verwezenlijking komen we echter een stap dichter in de buurt,” besluit Otte.