双稳定性达标：利用单原子磁体进行数据存储又近一步

尽管诸如传统硬盘驱动器和磁带之类的固态驱动器和磁存储设备运用仍然非常普遍。但是，随着我们的数据存储需求以每天1500万千兆字节的速度递增，科学家们正在转向研发可替代的存储设备。

其中一个便是单原子磁体：存储装置由单个原子（被吸附）粘附在表面上，每个原子能够存储一个可以使用量子力学编写和读取的数据。由于原子足够小，可以大量密集地组装在一起，单原子存储装置保证了巨大的数据容量。

但是，尽管它们已不再是科幻小说中的内容，但单原子磁体仍在基础研究阶段，许多基本问题有待克服，才能实现商业化。EPFL一直处于该领域的前沿，克服了剩磁问题，并证明了单原子磁体可以用于读取和写入数据。

在《物理评论快报》（《钬单原子磁体的热稳定性和磁场稳定性》）发表的一项新研究中，洛桑综合理工学校联邦物理研究所（EPFL）的物理学家们用扫描隧道显微技术证明了钬单个原子磁体的稳定性，多年来一直在进行该项工作。

“单原子磁体提供了一个有趣的视角，因为量子力学可以为我们未来可以利用的稳定壁垒提供捷径，这将是原子数据记录的最后一块难题”EPFL的Fabian Natterer说到，他是该论文的第一作者。

科学家们通常把原子暴露在例如温度和高磁场的极端条件下，将单原子磁体去磁化，所有这些极端条件都会对未来的存储设备造成危险。

利用扫描隧道显微镜，可以看到存储设备表面上的原子，科学家发现钬原子可以在超过8特斯拉的磁场中保持其磁化强度，这大约是大型强子对撞机中使用的磁强度。作者将其描述为“破纪录矫顽力”，这个术语描述了磁体在不退磁的情况下承受外部磁场的能力。

接下来，他们提高了单原子磁体运行的温度：研究人员将一系列钬单原子磁体暴露在45K（-23 3.15℃）的温度下，这对于单个原子来说，就像是在桑拿浴室里。钬单原子磁体在35K的温度下保持稳定，仅在约45 K时，磁体开始自发地与所施加的磁场重合。这表明，它们能够承受相对较高的温度扰动，并可能在更商业化可行的温度下运行单原子磁体的前进方向。

Natterer说：“磁性位元的小型化研究主要集中于磁的双稳定性上，我们已经证明，最小的比特确实是非常稳定的，但是接下来我们需要学习如何更有效地将信息写入这些比特，以克服磁记录存在的‘三难’问题：稳定性、可写性和信噪比。”