Atklājumi.lv

Nākošās paaudzes elektronisko ierīču izgatavošanai izmantos nanomateriālus

Divas ASV zinātnieku komandas izgatavojušas jaunus materiālus, kas pavērs ceļu mazāku, ātrāku un jaudīgāku elektronisko iekārtu izgatavošanā, tādējādi nomainot pašreizējās pusvadītāju tehnoloģijas, kas gandrīz jau sasniegušas savas miniaturizācijas galējās robežas.

Pirmā komanda no Pitsburgas universitātes izstrādājusi mikrotranzistorus, izmēros daudzreiz mazākus par tiem, kurus šobrīd izmanto vismodernākajos datoru mikroprocesoros.

Otrai zinātnieku grupai Masačūsetas Amērstas universitātē izdevies izveidot superplānu kopolimēru materiālu, kas 25 centu monētas lieluma gabalā potenciāli spēs saglabāt 250 DVD disku datus (aptuveni 1,25 terabaiti).

Abi jauninājumi, tikuši radīti pateicoties nanotehnoloģiju iespējām.

Džeremija Levī vadītie zinātnieki Pitsburgā minitranzistoru uzbūvēšanai izmantoja tādus kristālkeramiskus materiālus kā lantāna alumināts un stroncija titanīds. Sapresēti kopā šie dabīgie izolatori sāk vadīt strāvu. Izmantojot atomspēku mikroskopu, kuru var pielietot arī nanolīmeņa manipulāciju veikšanai, jaunajiem tranzistoriem pievadīja pozitīvu lādiņu. Lādiņš starp abiem materiāliem izveidoja sīksīkas stiepules veida savienojumu, ko varēja izdzēst, ja nomainīja strāvas polaritāti.

"Mūsu uzbūvētais tranzistors bez šaubām ir pats mazākais, kas jel kad ticis radīts iepriekš noteiktā un pārbaudāmā veidā," teica Levī. Viņš piebilda, ka tie paši materiāli var tikt izmantoti, lai izgatavotu tranzistorus nākotnes datoriem, atmiņas ierīcēm un sensoriem.

"Vienkāršos vārdos izsakoties, tas ir satriecoši," sajūsmu par paveikto pēc iepazīšanās ar darba rezultātiem neslēpa Hewlett Packard korporācijā strādājošais zinātnieks Aleksandrs Bratkovskis.

Masačūsetas Amērstas un Kalifornijas Bērklija universitātes zinātnieki, savukārt, kopīgi centās pārvarēt superplānu filmveida kopolimēru pusvadītāju lokšņu izgatavošanas grūtības - lielākos laukumos šādas loksnes zaudēja sākotnēji precīzo pašizkārtojošos molekulāro struktūru, kļūdamas nederīgas datu ierakstīšanai un nolasīšanai. Visbeidzot Amērstas-Bērklijas komandai Amērstas Materiālu izpētes zinātnes un inženierijas centra direktora, profesora Tomasa Rasela vadībā izdevās atrast risinājumu - viņi karsēja pāršķeltus safīra kristālus augstā temperatūrā līdz to virsmā radās zāģa zobiem līdzīgi izciļņi (sk. attēlā), kas bija ideāli piemēroti augsti strukturētu polimēru bloku uzklāšanai - iegūtās nanoskopiskās pamatvienības izmērs bija 3 nanometri.

"Jaunā tehnoloģija ļauj izveidot 15 reižu blīvākas pusvadītaju materiālu virknes nekā vislabākajos iepriekš uzrādītajos rezultātos," atzīmēja Rasels. Vienā kvadrātcollā uz safīra kristālu "zobiem" uzklātas pusvadītāju loksnes pēc tehnoloģijas pilnveidošanas varēs saglabāt 10 terabaitu lielu informācijas daudzumu. Pēc profesora teiktā, izmantojot šāda blīvuma materiālus varēs ne tikai izstrādāt jauna tipa ultraietilpīgus datu nesējus, bet uzlabot arī citas ierīces, piemēram, iegūt augstas izšķirtspējas attēlus uz lielmēroga ekrāniem, kādus lieto koncertos un sporta sacensībās.

Attēls: Dong Hyun Lee/UMass Amherst publicitātes attēls.

Avots:

http://www.wired.com