ذخیره داده‌ها به وسیله نانونقاط

به تازگی محققان روش جدیدی برای افزایش ظرفیت ذخیره داده‌ها در
ابزارهای ذخیره مغناطیسی ابداع کرده‌اند. آنها در این روش، نوسان میدان مورد نیاز
برای کلیدزنی نانونقاط مغناطیسی را کاهش دادند. جاستین شاو و همکارانش از موسسه ملی
استانداردها و فناوری (NIST) توانسته‌اند میزان این نوسان را به کمتر از ۵ درصد
میزان متوسط میدان کلیدزنی، کاهش دهند.
این کشف می‌تواند به تجاری‌ شدن درایوهای نانونقاط بادوام کمک شایانی کند. ظرفیت
این درایوها بیش از ۱۰۰ برابر ظرفیت درایوهای دیسک سخت امروزی است. نانوآرایه‌هایی
که به طور عمودی مغناطیسی شده‌اند راه حلی مناسب برای افزایش چگالی ابزارهای
مغناطیسی ذخیره اطلاعات محسوب می‌شوند. به کمک آنها می‌توان به چگالی یک ترابیت
(۱۰^۱۲ بیت) در هر اینچ مربع و یا ۱۶ گیگابیت (۱۰^۹ بیت) در هر سانتیمتر مربع دست
یافت. گرچه، برای دست یافتن به این فناوری، دانشمندان باید توزیع میدان کلیدزنی در
این نانوآرایه‌ها را باریک کنند.
یک نانونقطه مانند یک آهنربای میله‌ای کوچک دارای دو قطب شمال و جنوب می‌باشد و با
اعمال یک مغناطیسی قوی جهت قرار گرفتن آن، تغییر می‌کند (کلید زنی بین ۰ و۱) .
معمولاً هر چه نانونقطه کوچکتر باشد، برای کلیدزنی آن به میدان قوی‌تری نیاز است.
تاکنون نوسان زیادی در پاسخ کلید زنی این نانونقاط وجود داشته که دانشمندان قادر به
کنترل آن نبوده‌اند. گروه NIST علاوه بر کاهش این نوسانات به کمتر از ۵ درصد متوسط
میدان اعمالی، موفق شده‌اند تا دلیل اصلی این نوسانات را کشف کنند. این گروه نشان
دادند که دلیل اصلی این نوسانات، طرح لایه‌های چندگانه‌ای است که نانونقاط از آنها
درست شده‌اند.
این محققان در شروع بررسی‌های خود، نانونقاط کبالت- پالادیوم که تنها ۵۰ نانومتر
عرض داشتند را تولید نمودند. آنها این کار را با استفاده از لیتوگرافی اشعه
الکترونی برای الگودهی لایه‌های چندگانه، انجام دادند. آنها برای ساخت لایه چندگانه
متناوبی از کبالت و پالادیوم بر روی یک تراشه‌ سیلیکونی، ابتدا یک لایه دانه‌ای
(Seed) که از جنس تانتالیوم بود و تنها چند نانومتر ضخامت داشت، را تولید کردند.

این لایه دانه‌ای می‌تواند کشش (strain)، جهت‌گیری و بافت لایه کبالت- پالادیوم را
تحت تاثیر قرار دهد. با ساخت و مقایسه خواص گونه‌های متفاوتی از لایه‌های چندگانه،
محققان توانستند تا اثرات لایه‌های دانه‌ای متفاوت بر روی رفتار کلیدزنی نانونقاط،
را مشخص نمایند.
پیش از این تصور می‌شد که عواملی مانند تغییرات عوامل مؤثر بر لیتوگرافی، شکل
نانونقاط و مرز دانه‌های بلوری بر پهن شدن توزیع میدان کلیدزنی تأثیرات زیادی می‌گذارند.
اما محققان مزبور نشان دادند که این تصور صحیح نمی‌باشد. آنها معتقد هستند که تنها
خواص ذاتی مواد به کار رفته در لایه‌های چندگانه کبالت- پالادیوم بر توزیع میدان
کلیدزنی اثر می‌گذارند.
محققان مزبور تأکید کردند که هنوز اصلاحات زیادی مورد نیاز است تا این نانوساختارها
به راه‌حلی مطمئن برای افزایش چگالی ذخیره داده ابزارهای مغناطیسی تبدیل شوند. کوچک‌تر
کردن اندازه نانونقاط (کمتر از ۱۰ نانومتر)، گسترش روش‌هایی پربازده و ارزان برای
ساخت بیش از ۱۰^۱۵ نقطه در هر دیسک و ابداع روش‌های جدید برای ردیابی، خواندن و
نوشتن این نانوبیت‌ها، نمونه‌های از اصلاحات مورد نیاز در این زمینه می‌باشند.
جزئیات این خبر در مجله J. Appl. Phys. به چاپ رسیده است.