العلماء يدعون القفزة الكبيرة في التخزين النانوي

الباحثون في مجال النانوتكنولوجي يقولون إنهم حققوا اختراقاً يمكن أن يتناسب مع محتويات 250 قرص DVD على سطح بحجم عملة معدنية وقد يكون له أيضًا آثار على الشاشات والخلايا الشمسية.

العلماء ، من جامعة كاليفورنيا في بيركلي اكتشفت جامعة ماساتشوستس أمهرست طريقة لجعل أنواع معينة من الجزيئات مصطفة في صفائف مثالية على مساحات كبيرة نسبياً. ستظهر نتائج أعمالهم يوم الجمعة في مجلة العلوم ، وفقا لبيان صحفي من جامعة كاليفورنيا في بيركلي. وقال أحد الباحثين إن هذه التقنية يمكن تسويقها في أقل من 10 سنوات ، إذا كانت الصناعة محفزة.

المزيد من الجزيئات المكتظة يمكن أن تعني المزيد من البيانات المعبأة في مساحة معينة ، وشاشات عالية الوضوح وخلايا فوتوضوئية أكثر كفاءة ، العلماء توماس راسيل وتينغ شو. وقالوا ان هذا قد يحول الصناعات الالكترونية الدقيقة وصناعات التخزين. روسل هو مدير مركز علوم وهندسة بحوث المواد في أمهرست وأستاذ زائر في بيركلي ، وشو هو أستاذ مساعد في علوم الكيمياء والهندسة في بيركلي.

[المزيد من القراءة: أفضل صناديق NAS لتدفق الوسائط والنسخ الاحتياطي]

اكتشف <روسل> و <شو> طريقة جديدة لإنشاء كوبوليمرات كتلة ، أو سلاسل كيميائية متباينة كيميائيا تتحد معا في حد ذاتها. يمكن أن تنضم سلاسل البوليمر في نمط دقيق متساوي البعد من بعضها البعض ، ولكن الأبحاث على مدى السنوات العشر الماضية وجدت أن الأنماط تتفكك بينما يحاول العلماء جعل النمط يغطي مساحة أكبر.

استخدم راسل وشو تجارياً ، بلورات الياقوت من صنع الإنسان لتوجيه سلاسل البوليمر إلى أنماط دقيقة. تسخين البلورات إلى ما بين 1300 و 1500 درجة مئوية (من 2،372 إلى 2،732 درجة فهرنهايت) يخلق نمطًا من حواف مشرشف المنشار الذي استخدموه لتوجيه تجميع البوليمرات المشتركة. بهذه الطريقة ، فإن الحد الوحيد لحجم مجموعة من البوليمرات المشتركة هو حجم الياقوت ، حسبما قال شو.

بمجرد أن يتم تسخين الياقوت وإيجاد النمط ، يمكن إعادة استخدام القالب. وقال شو ان كل من البلورات وسلاسل البوليمر يمكن الحصول عليها تجاريا.

"كل مكون نستخدمه هنا ليس شيئًا مميزًا". قال العلماء إنهم حققوا كثافة تخزين تصل إلى 10 تيرابايت (125 جيجابايت) لكل مربع. بوصة ، وهو 15 مرة من كثافة الحلول السابقة ، مع عدم وجود عيوب. وبهذه الكثافة ، فإن البيانات المخزنة على 250 قرص فيديو رقمي (DVD) يمكن وضعها على سطح بحجم ربع الولايات المتحدة ، الذي يبلغ قطره 25.26 ملليمتر ، حسب الباحثين. وقال شو إنه من الممكن أيضا الحصول على صورة عالية الوضوح مع 3 نانومتر بكسل ، يحتمل أن تكون كبيرة مثل الملعب JumboTron. الاحتمال الآخر هو الخلايا الكهروضوئية الأكثر كثافة التي تلتقط طاقة الشمس بشكل أكثر كفاءة.

يختلف أسلوب راسل و شو عن الطريقة التي يحاول بها الباحثون الآخرون زيادة كثافة التخزين. معظمهم يستخدمون الطباعة الحجرية الضوئية ، التي ترسل الضوء من خلال قناع على سطح حساس للضوء. هذه العملية تخلق نمطًا لتوجيه البوليمرات المشتركة إلى التجميع.

التكنولوجيا الجديدة يمكن أن تخلق ميزات رقاقة فقط 3nm عبر ، تفوق بكثير تقنيات تصنيع المعالجات الحالية ، والتي في أفضل شكل لها ميزات حول 45nm عبر. وقال شو إن الطباعة الضوئية تعمل على الحواجز الأساسية لتحقيق كثافة أكبر ، ويستخدم النهج الجديد مواد كيميائية أقل ضررا بالبيئة. ولكن في الواقع ، فإن تطبيق التقنية على وحدات المعالجة المركزية سيشكل بعض التحديات ، مثل الحاجة إلى إنشاء أنماط عشوائية على وحدة المعالجة المركزية ، حسبما قال شو.

من بين أشياء أخرى ، فإن مثل هذه قفزة متقدمة في كثافة التخزين يمكن أن تغير إما مقدار المحتوى الذي وقال ناثان بروكوود ، المحلل الرئيسي في Insight64 ، إن الشخص يمكن أن يحمل معهم أو نوعية وسائل الإعلام المسلمة على أقراص. على سبيل المثال ، قد يسمح ذلك للأفلام بالتحول إلى صور ثلاثية الأبعاد ، على حد قول

وقال بروكوود: "فقط عندما نفكر في أننا متطورون تقنياً في ما يمكننا القيام به ، يأتي مع شخص مثل هذا المفهوم ، الذي لديه القدرة على تغيير الاقتصاد بشكل أساسي في العديد من المناطق المختلفة." - تعريفات العرض لديها إمكانات عملية أقل ، وفقا لمحلل آي دي سي توم ماينيللي. وقال إن معايير الصور والفيديو اليوم ، بما في ذلك تلك المستخدمة في HDTV ، لا يمكن الاستفادة من العرض مع 3nm بكسل. وعندما يتعلق الأمر بالمراقبين ، السعر هو الملك.

"يمكنك أن ترى كيف ستكون هناك قيمة لهذا المستوى من الدقة (في منطقة مثل التصوير الطبي) … لكن هل نتحدث عن عرض [100 دولار]؟ " قال ماينيللي:

قال بروكوود من إنسايتس 64 إن التكنولوجيا ، التي تقدم بيركلي وأمهيرست طلبا للحصول على براءة اختراع ، تعيدان إلى الاختراقات الأساسية التي خلقت صناعة تكنولوجيا المعلومات.

لقد كان هذا النوع من الأبحاث عن المواد الأساسية لقد خلقت الفرص التي جعلت وادي السليكون والصناعات التحويلية الأمريكية رائعتين ، "قال بروكوود. وقال "في السنوات القليلة الماضية (في الولايات المتحدة) ، كان هناك عدد أقل من الناس الذين يعملون على هذا المستوى من المواد الأساسية".