211service.com
Radera 'Nanodot'-minne
Ett mer tillförlitligt sätt att odla magnetiska nanopartiklar kan bidra till att skapa den tätaste formen av datorminne hittills. Den nya tekniken, som utvecklats av forskare vid North Carolina State University, gör det möjligt att arrangera magnetiska nanodotter – partiklar runt sex nanometer breda – i ordnade arrayer, vilket gör det lättare att använda dem för att lagra informationsbitar magnetiskt.
Koppla ihop prickarna: Magnetiska nanodots gjorda av nickel kan hjälpa till att förbättra kapaciteten hos minneschips. En ny teknik för att odla dem med hjälp av galler av titannitrid som mall (visas här som de ljusare områdena) gör att prickarna kan organiseras med deras magnetfält som alla pekar i samma riktning.
Jay Narayan , en professor i materialvetenskap vid North Carolina State University som ledde arbetet, säger att ett nanodotchip som mäter en kvadratcentimeter i teorin skulle kunna lagra en terabit data – 50 gånger mer än flash, den tätaste formen av minne som finns tillgänglig för närvarande.
Narayans grupp mätte de magnetiska egenskaperna hos enskilda nanodotter för att visa att de kunde hålla magnetisk information tillförlitligt. Samtal pågår med minnestillverkare inklusive Hitachi och Seagate för att kommersialisera tekniken, säger han.
Den primära innovationen är att vi kan hålla alla dessa prickar ordnade och justerade på samma sätt, säger Narayan. Detta gäller inte bara deras fysiska inriktning utan också deras magnetiska orientering, vilket är avgörande för att växla deras magnettillstånd och läsa dem, säger han.
Andra forskare har skapat nanodots liknande i storlek som Narayans. Mark Welland , chef för Cambridge University Vetenskapslaboratorium i nanoskala i Storbritannien, leder en grupp som har utvecklat nanodots i hexagonala arrayer. Problemet för Wellands grupp är att den magnetiska orienteringen av en nanodot bestäms av dess fysiska orientering; eftersom arrayerna var hexagonala pekade inte alla deras magnetiska fält i samma riktning.
Narayan och kollegor använde en ny ångavsättningsteknik för att odla exakt inriktade nanodots ur nickel. Tekniken, som kallas domänmatchande epitaxi, innebär att ett mycket tunt lager av titannitrid deponeras på ett substrat som fungerar som mall för nanodoterna. Titannitriden bildar enkristallgitter på vilka nanoprickarna odlas. Storleken på prickarna och avståndet mellan nanodotterna kan styras genom att variera tillväxtförhållandena, såsom temperaturen.
Att hitta rätt material var avgörande, säger Narayan. Vi behövde ett metalliskt material som var omagnetiskt, säger han. Detta säkerställer att mallarna inte stör de magnetiska egenskaperna hos nanodotterna. Tekniken skulle kunna användas för att skapa vanliga arrayer av miljarder nanodots.
Det finns en svårighet att kontrollera både storleken och positionen på nanodotterna, säger Russell Cowburn professor i nanoteknik vid Imperial College London. Att kontrollera detta skulle vara en stor fördel, säger han.
Men Cowburn tillägger att växande nanodots bara är en del av utmaningen. Att göra dem termiskt stabila och hitta sätt att läsa och skriva magnetisk information är betydande utmaningar, säger han.
För att nanodotminnet ska vara konkurrenskraftigt måste det vara både billigt och tätt, säger Cowburn. När det gäller bitar per dollar är magnetiska hårddiskar fortfarande den billigaste formen av datorminne - cirka 50 gånger billigare än flash.
För närvarande kräver nickelnanodotterna låga temperaturer för att fungera, men Narayan arbetar med att göra dem av järn-platina, vilket bör låta dem fungera i rumstemperatur.