Foto: TU Delft

Afstudeeronderzoek wordt wereldniews

Een maand geleden kwam het uitgebreid in het nieuws, van de NOS tot het Wall Street Journal: onderzoekers aan de TU Delft hebben de kleinste harde schijf ooit ontwikkeld. Door individuele atomen te gebruiken voor dataopslag neemt iedere bit 500 keer minder ruimte in dan in de beste schijven die nu verkrijgbaar zijn. Al kwam het idee van iemand anders, Nora Fahrenfort, 5e jaars lid van Sint Jansbrug, mag dit baanbrekende onderzoek “grotendeels haar project” noemen. En werd derde auteur van de publicatie in Nature Nanotechnology..

Wetenschappers jagen al langer naar atomair geheugen, waarbij individuele atomen worden gebruikt om bits op te slaan. Met de 2,5 miljoen terabyte die er iedere dag bij komt, wordt het compact opslaan daarvan namelijk steeds belangrijker. De Delftse oplossing gaat uit van een kubusje van zuiver koper, waarop een laag chloor is aangebracht. Dat vormt een strak raster en door binnen dat raster te variëren met de locaties van chlooratomen en gaten daartussen, kan data worden opgeslagen.

Nora raakte betrokken toen de onderzoeksgroep “als eerste ter wereld wisselde naar die combinatie van koper en chloor, in plaats van meer gebruikelijke concepten met drie verschillende lagen materiaal”, vertelt ze. “Toen zag ik – samen met mijn begeleider, natuurlijk”, voegt ze snel toe, “dat er af en toe iets bewoog.” Dat bleken chlooratomen die verplaatsten naar een nabijgelegen gat in het raster. “Vervolgens hebben we geprobeerd om die beweging te controleren, en dat is gelukt. Bij 2 Kelvin blijven de chlooratomen netjes op hun plek liggen, totdat we ze via een speciale STM-microscoop verplaatsen. Zo kunnen we de precieze locatie van de atomen en gaten bepalen en daarmee dus gegevens opslaan. Voor deze demonstratie één kilobyte in totaal, maar dat kan veel meer worden”, legt Nora uit. Zij was verantwoordelijk voor de procedure van het verplaatsen van gaten en atomen, en hoe die verplaatsingen directioneel konden worden gemaakt, “zodat we specifiek konden aangeven of zo’n atomair gat van boven of juist van onderen moest worden gevuld”. Een volgende stap was het automatiseren van het lees- en schrijfproces. Daar was een andere afstudeerder verantwoordelijk voor, maar Nora dacht continu mee: “op een gegeven moment was ik degene die het beste wist hoe je die dingen kon verplaatsen, en hij hoe je dat moest programmeren”.

Dat ze met iets revolutionairs bezig was, had ze al wel in de gaten. “Echt atomair geheugen dat zo stabiel en zo groot is, is nog nooit vertoond.” Ook de leider van de groep, Sander Otte, “ging wel voor de grote publiciteit”, aldus Nora. Desondanks was alle aandacht “heel gaaf”. “Ik had niet verwacht dat het op zoveel plekken zo groot zou worden. We hebben zelfs de voorpagina van een Spaanse krant gehaald!”, vertelt ze lachend.

Dit alles betekent niet dat dit nanogeheugen voor de jaarwisseling in de winkels ligt, weet Nora. Met name de temperatuur vormt een uitdaging. “Op de huidige 2 Kelvin hebben is alles stabiel. Dat betekent dat de atomen nagenoeg nooit uit zichzelf verplaatsen: één keer per 10 tot de macht 80 keer de leeftijd van het universum, om precies te zijn. Bij 77 Kelvin gebeurt zo’n spontane verplaatsing al eens per drie dagen.” Om alles bij kamertemperatuur te laten werken is er volgens Nora een ander materiaal nodig: “de energie die het kost om te verspringen moet dan meer zijn dan de hoeveelheid energie waarover het deeltje beschikt, terwijl het nog wel mogelijk moet zijn om het atoom op commando van z’n plek te krijgen”. Daarmee wordt het dan ook commercieel inzetbaar. Of Nora daar zelf bij betrokken blijft, weet ze nog niet: “Ik twijfel nu over een PhD, maar ik denk dat ik iets meer praktijkgericht ben ingesteld. Ik heb nog ‘n half jaar tot ik moet kiezen, dus het heeft geen haast, maar als mensen nog carrièresuggesties hebben zijn die altijd welkom!”­­

Reacties

Er zijn (nog) geen reacties op dit bericht. Ben jij de eerste?

Praat zelf mee