MR NANOTEKNOLOGI: Årets prisvinner i nanoteknologi er også en ccol kis fra Silicon Valley som planlegger beach party i Mexico for forskerkollegene. (Bilde: Odd Richard Valmot)

Kavlipristaker Donald Eigler: Vil lagre åtte bits i ett enkelt atom

Donald Eigler er ingen hvem som helst i forskningsverdenen. Fysikeren, som innehar IBMs adelstittel IBM Fellow, ble verdensberømt da han for 21 år siden ledet forskningen og byggingen av utstyr som kunne manipulere strukturer på atomnivå. Han klarte å skrive selskapsnavnet IBM ved å plassere 35 xenonatomer på en overflate.

Lenge før noen fant opp begrepet nanoteknologi jobbet Eigler med størrelser rundt en nanometer. Det var en vitenskapelig prestasjon som sammen med hans senere arbeid med nanostrukturer gjorde han fortjent til årets Kavlipris for Nanovitenskap. En pris han deler med Nadrian Seeman som har arbeidet med DNA i nanoskala.

Eigler er ikke bare en vitenskapsmann. I fritiden trener han hunder som bevegelseshemmede kan bruke, og IBM har latt Eigler få bruke området rundt arbeidsplassen hans, Almaden Research Center ved San Jose, til den filantropiske hobbyen sin.





Tungt forskningsmiljø

Eigler er tydelig stolt av å jobbe i IBMs forskningslaboratorium. Hele fem nobelprisvinnere stammer herfra, og et stort antall forskere har høstet alle slags andre priser og utmerkelser.

– Vi har bidratt til å gjøre det som var science fiction i går til virkelighet i dag, sier Eigler og henviser til Startreks Captain Kirk. Hans oppfellbare kommunikator var bare bagateller mot det en moderne mobiltelefon kan utføre.

– Og i en slik sitter det rundt 42 teknologier basert på IBMs patenter, sier Eigler.

– Vi har funnet opp harddisken og senere teknologi som har brakt dem til det nivået de er på i dag, Fortran, talesyntese, høytemperatur superledning, skalerbare parallelle systemer, relasjonsdatabasen og mye mer. Nå jobber vi med spinnfysikk, en lang rekke nanomaterialer, blant annet nanomembraner som kan gjøre avsalting av sjøvann mye billigere.

– Forskningen vår er selvfølgelig veldig teknologitung, men ikke bare. Vi har også sosiologer, antropologer og en rekke andre fagfolk som kan hjelpe oss og bygge bedre tjenester, sier han.





Bittelite

Eiglers årelange arbeid med nanoteknologi av den ekstra bittesmå varianten gjør at han ser det vi kaller Moores Law kommer til å stoppe opp.

– Sannsynligvis kan vi fortsette å krympe en stund til, kanskje til under 20 nm. Men vi må huske at Moores Law ikke er noen lov, det er snarere en selvoppfyllende profeti, og den har en grense. Akkurat som utviklingen på klokkefrekvens har stoppet, vil krympingen stoppe opp. Men slike såkalte lover kan både stoppe opp og knekke oppover. Da vi lanserte GMR-teknologien, som brukes i alle moderne harddisker, knakk kurven bratt oppover i mange år.

Eigler tror ikke det er noen teknologi som peker seg ut ennå for å fortsette der Moores Law vil stoppe opp, men han håper vi kan løse problemene rundt tredimensjonal integrasjon.

– Hvis vi kan bygge teknologi som gjør at vi kan bygge tredimensjonale elektroniske strukturer kan vi komme langt, men det er masse utfordringer å løse før vi kommer dit. Ikke minst kjøling. Og hvis ikke den gode gamle transistoren kan får oss dit, er det store spørsmålet: hva kan? Det er det min jobb å finne ut, sier Eigler.





Ultralite

Eigler forteller at de har bygget en elektronisk krets basert på nøyaktig plassering av CO-molekyler. Den er 50 000 ganger tettere enn kretsene i vår nyeste prosessor og bruker 50 000 ganger mindre energi per kalkulasjon.

– Dette er selvfølgelig bare et demonstrasjonsprosjekt, men fordelen vi har er at vi kan tenke på slike saker uten å havne på et asyl, spøker han.





Spinn

Eigler håper atomers spinn kan utnyttes til å bygge fremtidens elektronikk.

– Klarer vi å utnytte frihetsaksene i atomers spinn er det mulig å lagre åtte bits i et enkelt atom. I så fall kan vi bygge teknologi for logikk og lagring med den samme teknikken. Dette vil være et kvantesprang for it, men det er langt frem. Likevel tenker vi nå på hvordan vi skal bygge slike systemer, sier han.

– Og dette er bare én av utallige anvendelser som kan komme ut av nanoteknologiene i årene fremover. Vi er helt i starten på noe veldig spennende. Andre bruksområder kan være så forskjellige som en kur for kreft eller tilgang til billig ferskvann for folk, sier Eigler.





Party

Eigler vet ikke hvordan han skal bruke den halve millionen dollar som hans del av Kavliprisen utgjør, men en ting har han bestemt seg for:

Han skal holde et kjempeselskap for alle kolleger og studenter som har vært en del av nanomiljøet i IBM og som har bidratt til suksessen.

– Det blir på en strand i Mexico i januar, tenker jeg, sier Eigler.