211service.com
Tiny Etch-a-Sketch
Může to být nejmenší Etch-a-Sketch na světě. Vědci předvedli novou techniku, kterou by bylo možné použít k vytvoření přepisovatelných logických obvodů a hustší počítačové paměti. Pomocí mikroskopu atomárních sil (AFM) byli vědci schopni nakreslit dráty a tečky nano velikosti, které bylo možné opakovaně mazat a zapisovat.
Drobné dráty: Pomocí nanoměřítku hrotu mikroskopu atomárních sil (AFM) byli výzkumníci schopni nakreslit drobné, elektricky vodivé dráhy v materiálu vyrobeném ze dvou typicky nevodivých oxidů. Vymazali dráty buď špičkou AFM, nebo zábleskem modrého světla.
Vedené Jeremy Levy z University of Pittsburgh vědci použili špičku AFM jako tužku a nakreslili elektricky vodivé cesty – které fungují jako kovové dráty – na speciální materiál. Čáry byly tenké jako tři nanometry, díky čemuž byly podstatně užší než čáry, které lze nakreslit pomocí elektronové litografie – jedné z nejpřesnějších technik leptání zařízení z křemíku.
Výzkumníci použili dvouvrstvý materiál vyvinutý skupinou Jochena Mannharta na univerzitě v Ausbergu v Německu. Základna je vyrobena z krystalu titaničitanu strontnatého s tenkou vrstvou hlinitanu lanthanitého nahoře. Rozhraní mezi dvěma materiály lze přepnout z izolačního na vodivé přivedením napětí přes rozhraní.
Skupiny Levyho a Mannharta spolupracovaly na projektu kreslení jemných vodivých čar na rozhraní sondováním povrchu materiálu pomocí AFM, který má špičku v nanoměřítku, která může aplikovat napětí na malou plochu. Čáry, které skupiny kreslily, byly jemné a dlouhé; jejich délka byla omezena pouze tím, jak daleko bude hrot AFM skenovat.
Levy a jeho kolegové ukázali, že obrácení napětí a přetažení hrotu AFM přes drát jej přerušilo a přerušilo vedení. Měřením toho, jak daleko museli táhnout hrot, aby přerušili drát, byli schopni odhadnout šířku drátu. Vystavení materiálu modrému světlu také vymazalo všechny dráty vtažené do materiálu.
Skutečnost, že je přepisovatelná, je velmi důležitá, říká Harold Hwang z Tokijské univerzity v Japonsku, který se na nové studii nepodílel. V konvenčním polovodičovém zařízení, jakmile zařízení vyrobíte, je to.
Schopnost nakreslit tyto vodivé vzory by výzkumníkům umožnila vytvořit obvody, které lze překonfigurovat za běhu, říká Levy. Výzkumníci také ukázali, že dráty by mohly fungovat jako tranzistory. Ačkoli je těžké si představit, že by přímo soutěžili s dobře vyvinutými technikami pro křemíkové čipy, říká Levy, tato technika by mohla být použita pro paměť s vysokou hustotou.
Vysláním napěťového impulsu přes hrot AFM bychom mohli psát izolované ostrovy ve velmi malých měřítcích, v řádu několika nanometrů, říká Levy. Je to asi 100krát vyšší hustota než to, co můžete udělat s magnetickými materiály, což je základ pro dnešní ukládání dat.
Levy považuje za vzrušující, že materiál může tvořit vodivé dráty a tranzistory a potenciálně ukládat informace. Obvykle se tyto věci dělají s různými materiály, úplně jinými platformami. Ale tady je to všechno ze stejného materiálu. Výzkumníci také dosáhli určitého úspěchu při pěstování titaničitanu strontnatého na křemíku, říká Levy, takže by mohlo být možné integrovat nový materiál se stávajícími křemíkovými čipy.
Studie, která byla nedávno zveřejněna v Přírodní materiály , zjistili, že dráty a tečky zůstaly ve svém stavu po dobu nejméně 24 hodin. Levy si myslí, že vydrží mnohem déle a v současnosti tuto teorii testuje.
Druh věcí, které dělají se skenovacími sondami v tomto článku, je relativně jednoduchý, říká Stephen Streiffer z Argonne National Laboratory v Illinois. Dodává, že výzkumníci by měli být schopni použít pole hrotů AFM na těchto materiálech k nakreslení více drátů a teček najednou.