حافظه مولکولی یا بعبارتی فناوری‌ای که می‌تواند اطلاعات را در مولکول‌های منفرد ذخیره نماید، موجب افزایش هزاربرابریِ تراکم ذخیره‌سازی می‌شود.
ذخیره اطلاعات در مولکول‌های منفرد
دیدگاه‌های گذشته در ارتباط با حافظه مولکولی، بر سیستم‌های فیزیکی که تا نزدیکی صفر مطلق سرد شده‌اند، تکیه داشتند. اکنون یک گروه تحقیقاتی بین‌المللی به رهبری جاگادیش مادورا از دانشگاه MIT، دیدگاه جدیدی از حافظه مولکولی را شرح داده است که نزدیک نقطه انجماد آب (که در بیان فیزیکی بعنوان «دمای اتاق» تعبیر می‌شود) کار می‌کند.
برخلاف روش‌های گذشته که مولکول‌های ذخیره‌کننده بین دو الکترود فرومغناطیسی قرار می‌گرفتند، در روش جدید تنها یک الکترود فرومغناطیس نیاز است. استفاده از یک الکترود بعلاوه شکل این مولکول‌های ذخیره‌کننده، می‌تواند فرآیند ساخت را بسیار آسان کند.
این محققان، لایه نازکی از گرافن را بر روی یک الکترود فرومغناطیس رسوب داده و سپس الکترود فرومغناطیس دوم را بر روی آن قرار دادند (ساختار استاندارد حافظه‌های مغناطیسی). ایده این روش یک تغییر نسبی در جهت‌گیری مغناطیسی الکترودها است که سبب جهش ناگهانی در هدایت الکتریکی در قطعات می‌شود. این دو خاصیت متفاوت هدایت الکتریکی، معرفِ منطق دودویی ۰ و ۱ هستند.
این مولکول‌های جدید تحت عنوان «قطعات گرافن» شناخته می‌شوند، به این دلیل که حاوی صفحات تختی از کربن هستند (که به مولکول‌های روی متصل شده‌اند). این حالت، جهت‌گیری گرافن‌ها را در حین لایه‌نشانی آسان‌تر کرده که می‌تواند ساخت حافظه‌های مولکولی را تسهیل کند.
پژوهشگران MIT با کمال تعجب نه یک، بلکه دو جهش را در هدایت اندازه‌گیری کردند. این امر نشان می‌دهد که این الکترودها مستقلا هدایت الکتریکی قطعات را تغییر می‌دادند. مادورا اشاره دارد: «با توجه به دانش معمول، این اتفاق نباید رخ دهد.»
برای تایید این کشف، این محققان آزمایش را مجدد انجام دادند. اما این بار به جای استفاده از دو الکترود فرومغناطیس، از یک الکترود فرومغناطیس و یک الکترود از جنس فلزی عادی استفاده کردند. تنها هدف این محققان اندازه‌گیری جریان عبوری از این مولکول بود. مانند حالت قبل، جهش در هدایت الکتریکی باز هم اتفاق افتاد.
مادورا افزود: «توانایی تغییر هدایت الکتریکی مولکول‌ها تنها با استفاده از یک الکترود، می‌تواند ساخت حافظه مولکولی را به میزان چشم‌گیری آسان کند. الکترود پایینی سلول حافظه‌ای، می‌تواند در یک لایه کاملا تخت لایه‌نشانی شده و مولکول‌های ذخیره‌کننده لایه بالایی را شکل دهد. اما اگر الکترود بالایی بر روی آن قرار داده شود، مولکول‌هایش تمایل دارند با مولکول‌های ذخیره‌کننده واکنش دهند. اگر الکترود مغناطیسی باشد، این واکنش می‌تواند عملکرد سلول را به خطر اندازد، این در حالی است که استفاده از الکترود فلزی مانع از این اتفاق می‌شود.»
شکل این مولکول‌ها نیز می‌تواند ساخت مولکول حافظه را آسان‌تر نماید. بطور معمول، مولکول‌های حافظه آزمایشی شامل پنج یا شش لایه مولکول هستند که بین الکترودها قرار گرفته‌اند. اگر این مولکول‌ها به درستی ردیف شده باشند، نوسانات زیادی را در هدایت الکتریکی نشان خواهند داد، اما اگر به درستی ردیف نشوند، این طور نخواهد بود. اطمینان از چینش صحیح مولکول‌ها فرآیند چالش برانگیز دیگری است.
این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Nature منتشر کرده‌اند.
