Na obzoru jsou disky s monomolekulárními magnety. Kredit: AI generated (DALL-E).

Možná to na první pohled nevypadá, ale chemici mají hodně co říct k vývoji nových technologií výpočetní techniky. Tým chemiků Australian National University (ANU) a britské University of Manchester objevil novou magnetickou molekulu, která by se mohla stát základem pro vývoj maličkých disků pro ukládání neuvěřitelného množství dat.

Nicholas Chilton. sKredit: ANU.

Jak říká Nicholas Chilton z ANU, jde o zhruba 3 T dat na centimetr čtvereční disku. Jízlivě k tomu dodává, že j to asi půl milionů tiktokových videí na pevném disku velikosti poštovní známky. Taková technologie vyžaduje nový přístup k ukládání dat. Želízkem v ohni Chiltona a jeho kolegů jsou monomolekulární magnety (SMM, single-molecule magnets), které mohou ukládat data v mnohem větší hustotě, než bylo doposud možné.

Soudobé monomolekulární magnety, především ty, co obsahují dysprosium, kov ze skupiny lanthanoidů, ztrácejí svou magnetickou paměť při teplotách pod 80 K (mínus 193 °C). Chilton a spol. se snažili vyvinout magnety, které by pracovaly při o něco vyšších teplotách.

Výsledkem jejich úsilí je nová organokovová molekula s dysprosiem, kterou nazvali 1-Dy. Paměťový jev (hysterezi) si udrží při teplotách až 100 K, tj. mínus 173 °C). Je to stále děsivý mráz, ale pro masivní data centra by to byla významná pomoc.

Nový monomolekulární magnet. Dysprosium zeleně. Kredit: Jamie Kidston/ANU.

Molekula 1-Dy je rovněž více stabilní a k přepnutí jejího magnetického stavu je třeba použít více energie než u současných technologií. Omezuje to riziko náhodných chyb. Umožňuje to unikátní struktura této molekuly. Atom dysprosia obklopují dva atomu dusíku, které drží na místě struktura alkenu, napojeného na dysprosium. Magnetické vlastnosti výsledné částice jsou podstatně lepší než u jiných známých mononukleárních magnetů.

Badatelé věří, že jejich design molekuly 1-Dy a modelování chování této molekuly mohou vést k dalším monomolekulárním magnetům, které si udrží paměť při ještě vyšších teplotách. Na obzoru se rýsuje nová generace super kompaktních pevných disků pro datová centra budoucnosti.

Video: Single-Molecule Magnets: Design, Measurement, and Theory | Nicholas Chilton

Literatura

New Atlas 27. 6. 2025.

Nature online 25. 6. 2025.