Инновационная технология позволяет упорядочить наночастицы на сравнительно обширной поверхности — и создать в будущем накопители поразительной емкости: 250 DVD можно будет записать на носитель размерами с монету.

«Я ожидаю, что разработанный нами метод совершит переворот в микроэлектронике и хранении данных, — говорит один из авторов работы Томас Рассел (Thomas Russell), — Эта технология может использоваться для производства, к примеру, экономных фотоэлементов». «Плотность записи, достижимая с этой технологией, — добавляет его соавтор Тин Цу (Ting Xu), — потенциально позволяет уместить объем 250-ти DVD-дисков на носителе размерами с монету».

Суть разработки состоит в том, что молекулы сополимеров (2 или более различных полимерных цепочек, химически связанных друг с другом) с весьма высокой точностью самособираются в строго упорядоченную структуру, образующую на подложке тончайшую пленку — примерно как солдаты, выстроившиеся в линии на параде. Это свойство ученые уже не первый год пытаются использовать на практике, но до сих пор они неизменно встречались с непреодолимой трудностью: чем обширнее поверхность, на которой происходит самоупорядочивание молекул, тем меньше порядку в итоговой структуре (думается, с солдатами на плацу дело обстоит примерно так же). А как только порядок нарушается, структуру становится нельзя использовать в качестве носителя данных: считать или записать отдельные определенные ячейки невозможно.

Чтобы преодолеть это ограничение, группы Рассела и Цу использовали довольно элегантное решение. Они наносили пленку сополимера PS-b-PEO на поверхность сапфирового кристалла, но предварительно его разрезали под определенным углом и раскаляли примерно до 1,5 тыс. градусов в течение суток. При этом поверхность кристалла превращается из гладкой в рубчатую: на ней образуются однородные зубцы, как у пилы. Они-то уже и служат основой, которая способствует образованию упорядоченной структуры сополимеров.

«Одно дело идеально ровно расставить десяток солдат, — продолжает Цу, — а другое — проделать то же самое с десятками триллионов. Используя неровности поверхности кристалла, как направляющие, мы даем всем «разметку», точные инструкции, куда становиться».

Такая технология позволила ученым получить упорядоченный массив элементов, каждый из которых имел размер не более 3 нм. Если каждый из них использовать в качестве отдельной ячейки памяти, можно достичь плотности хранения данных в 10 Тбит (1250 ГБ) на кв. дюйм. По словам авторов, это в 15 раз более высокое значение, чем у любой другой существующей технологии.

Кроме того, они отмечают, что разные условия обработки сапфирового кристалла позволяют добиться разного направления и глубины образующихся «зубцов» — а значит, в перспективе это позволит подобрать еще более эффективные условия для получения элементов памяти.

Конечно, и другие разработчики трудятся над более совершенными элементами памяти. Читайте, например: «Помнить всё».

По пресс-релизу UC Berkeley