在IBM圣何塞研究院工作的一个国际研究团队近日宣布，他们成功地创造了目前世界上尺寸最小的磁体-这个磁体仅由单个原子组成。在他们发表在《自然》杂志上的论文中，研究团队这样形容他们的成就：这是利用经典手段所能实现的最小磁存储介质。他们还成功地实现了利用这一微小的磁体来存储一个比特的数据。
自从硬盘被发明以来，科学家一直努力试图开发新型制造工艺，让磁存储介质尺寸更小，同时排列更密集，从而可以存储更多的信息。正如IBM的团队所指出的那样，目前保存一个比特信息需要大约10万个原子。如果人们能够找到一种可以将单原子磁体商业化的新技术，那么一张像信用卡那么大小的存储设备将可以存下苹果iTunes整个音乐库里的所有歌曲。
研究团队通过利用扫描隧道显微镜，操纵放置在氧化镁基底上的钬原子，成功地创造了这一微小磁铁。研究人员注意到，通过显微镜探针所施加的电流，能够改变原子的磁场方向。这样，就能用两个不同的磁场方向来代表原子的两个状态，即储存一个比特的二进制数据。
在实际操作中，研究人员在150毫伏的电压下向钬原子施加了10毫安电流的电流。这点电压和电流听起来微不足道，但是考虑到实验中原子的尺寸，这丝毫不亚于五雷轰顶的效果。巨大的电子流使得钬原子改变了其磁自旋态。
由于这两种状态将会表现出不同的导电性，因而研究人员能够通过显微镜的探针，在一个较小的电压（大约75毫伏）下检测原子的电阻，进而确定原子究竟出于哪一个磁自旋态。此外，研究结果表明，对于多个相距仅为1纳米的原子，他们的磁自旋态都能够被成功“读写”。
扫描隧道显微镜最早是由IBM发明的（戈尔德·宾宁和亨利希·罗赫因此荣膺1986年诺贝尔物理学奖），另一方面，IBM也一直在这一研究领域投入大量资金。最近，IBM的研究人员还宣布，他们已经开发出了一种能更好测量单个原子磁场的新技术，而另一个与此有些相关的新闻是，IBM将提供世界上首个商业“通用”量子计算服务。
参考：https://phys.org/news/2017-03-ibm-world-smallest-magnet.html
https://techcrunch.com/2017/03/08/storing-data-in-a-single-atom-proved-possible-by-ibm-researchers/
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