211service.com
'Nanodot'-geheugen opstellen
Een betrouwbaardere manier om magnetische nanodeeltjes te laten groeien, zou kunnen helpen om de dichtste vorm van computergeheugen tot nu toe te creëren. De nieuwe techniek, ontwikkeld door onderzoekers van de North Carolina State University, maakt het mogelijk om magnetische nanodots - deeltjes van ongeveer zes nanometer breed - in geordende arrays te rangschikken, waardoor het gemakkelijker wordt om stukjes informatie magnetisch op te slaan.
Verbind de punten: Magnetische nanodots van nikkel kunnen de capaciteit van geheugenchips helpen verbeteren. Een nieuwe techniek om ze te laten groeien met behulp van roosters van titaniumnitride als sjabloon (hier weergegeven als de lichtere gebieden) maakt het mogelijk de stippen te ordenen met hun magnetische velden allemaal in dezelfde richting.
Jay Narayan , een professor in materiaalkunde aan de North Carolina State University die het werk leidde, zegt dat een nanodot-chip van één vierkante centimeter in theorie een terabit aan gegevens zou kunnen opslaan - 50 keer meer dan flash, de dichtste vorm van geheugen die momenteel beschikbaar is.
De groep van Narayan heeft de magnetische eigenschappen van individuele nanodots gemeten om aan te tonen dat ze magnetische informatie betrouwbaar kunnen vasthouden. Er zijn gesprekken gaande met geheugenfabrikanten, waaronder Hitachi en Seagate, om de technologie te commercialiseren, zegt hij.
De belangrijkste innovatie is dat we al deze punten op dezelfde manier geordend en uitgelijnd kunnen houden, zegt Narayan. Dit geldt niet alleen voor hun fysieke uitlijning, maar ook voor hun magnetische oriëntatie, wat cruciaal is om hun magneettoestanden te veranderen en ze te lezen, zegt hij.
Andere onderzoekers hebben nanodots gemaakt die qua grootte vergelijkbaar zijn met die van Narayan. Mark Welland , hoofd van de universiteit van Cambridge Wetenschapslaboratorium op nanoschaal in het VK, leidt een groep die nanodots in hexagonale arrays heeft ontwikkeld. Het probleem voor de groep van Welland is dat de magnetische oriëntatie van een nanodot wordt bepaald door zijn fysieke oriëntatie; omdat de arrays hexagonaal waren, wezen hun magnetische velden niet allemaal in dezelfde richting.
Narayan en collega's gebruikten een nieuwe dampafzettingstechniek om nauwkeurig uitgelijnde nanodots uit nikkel te laten groeien. De techniek, domein-matching epitaxie genaamd, omvat het afzetten van een zeer dunne laag titaniumnitride op een substraat dat dient als een sjabloon voor de nanodots. Het titaannitride vormt eenkristalroosters waarop de nanodots worden gekweekt. De grootte van de stippen en de afstand tussen de nanodots kunnen worden geregeld door de groeiomstandigheden, zoals de temperatuur, te variëren.
Het vinden van het juiste materiaal was cruciaal, zegt Narayan. We hadden een metallisch materiaal nodig dat niet-magnetisch was, zegt hij. Dit zorgt ervoor dat de sjablonen de magnetische eigenschappen van de nanodots niet verstoren. De techniek kan worden gebruikt om regelmatige arrays van miljarden nanodots te maken.
Het is moeilijk om zowel de grootte als de positie van de nanodots te controleren, zegt Russell Cowburn een professor in nanotetchnologie aan het Imperial College London. Dit onder controle krijgen zou een enorm voordeel zijn, zegt hij.
Maar Cowburn voegt eraan toe dat het kweken van nanodots slechts een deel van de uitdaging is. Ze thermisch stabiel maken en manieren vinden om magnetische informatie te lezen en te schrijven zijn grote uitdagingen, zegt hij.
Wil nanodot-geheugen concurrerend zijn, dan moet het zowel goedkoop als compact zijn, zegt Cowburn. In termen van bits per dollar zijn magnetische harde schijven nog steeds de goedkoopste vorm van computergeheugen - ongeveer 50 keer goedkoper dan flash.
Momenteel hebben de nikkel-nanodots lage temperaturen nodig om te functioneren, maar Narayan werkt eraan om ze te maken van ijzer-platina, waardoor ze bij kamertemperatuur zouden moeten werken.