據物理學家組織網近日報道，瑞士洛桑理工學院的物理學家用單個原子磁體在石墨烯上鋪裝成超級晶格結構，成功研制出基于單原子的存儲裝置原型。該裝置數據存儲密度達到每平方英寸115太比特(TB)，預示著新一代存儲介質即將到來。相關研究發表在《納米快報》雜志上。研究人員解釋道，原子磁體矩陣用作數據儲存裝置的關鍵挑戰是要確保磁體穩定且不相互作用，以免損壞數據。

“單原子磁體代表了超高密度磁性存儲裝置的最高極限，許多科學家在開展單原子和小族群原子的磁性存儲研究，但大多隨意分布在支持界面上，磁性非常不穩定。”洛桑理工學院物理學家斯特凡諾·如斯珀利說，“我們的研究證明，單原子組成的超晶格也能擁有穩定的磁性。”

洛桑理工學院教授哈拉德·布魯尼帶領研究團隊在40K(零下233.15℃)低溫下，將金屬鏑原子沉積到金屬銥-石墨烯基底上，創造出具有穩定性的單原子存儲媒介。由于石墨烯與金屬銥之間具有晶格不匹配性，它們之間會形成云紋狀間隙，這種間隙性形狀導致鏑原子被吸附后，以每兩個原子相距2.5納米的平均距離排列成高度整齊的矩陣，這是新裝置保持磁性高度穩定的一大原因。

組裝完成后，電子和光子的散射以及量子隧穿這幾個因素會對原子磁性的穩定性產生影響。不過，因石墨烯非常低的電子和光子密度會保護鏑原子不發生散射，且鏑原子的基本磁態能避免量子隧穿，這兩個特性為超晶格磁性的高度穩定性提供了雙重保證。

這一設計目前的缺陷之一是，磁穩定性會隨著溫度升高而降低。研究人員希望下一步能通過在絕緣基底上培養石墨烯，以改進超晶格的熱穩定性。