جمعه, ۱ آذر ۱۳۸۷

ظرفیت ذخیره داده ترابیتی با کمک نانومداد

دانشمندان در آمریکا، موفق به ساخت نانومدادی شده‌اند که نوک آن به قدری کوچک
است که می‌تواند به‌عنوان یک کاوشگر پیمایشگر در سیستم‌های ذخیره داده رایانه‌ای
پرظرفیت استفاده شود. نوک این کاوشگر می‌تواند بیت‌هایی با اندازه‌هایی به کوچکی
۸/۶ نانومتر را بنویسد و در نتیجه حافظه‌های غیر فراری با چگالی۱ Tbit/in2 را
تولید کند.
این فناوری با اندکی اصلاح می تواند چگالی ذخیره داده را به ۱۰ Tbit/in2
برساند. اگرچه این محققان(شامل گروهی از اینتل و مؤسسه فناوری کالیفرنیا)، برای
افزایش عملکرد و طول عمر این افزاره اقدام به انجام بعضی اصلاحات کرده‌اند؛ این
اولین بار نیست که از نانولوله‌های کربنی به‌عنوان کاوشگرهای پیمایشگر برای نوشتن و
خواندن داده استفاده می‌شود. به‌رغم اینکه نانولوله‌های کربنی خواص ضد سایش و
مکانیکی قوی‌ای دارند، یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های استفاده از نانولوله‌ها به‌عنوان
افزاره‌های خواندن و نوشتن داده، این است که آنها هنوز مستعد خم ‌‌‌شدن و شکستن بعد
از استفاده هستند.
این محققان کشف کردند که با روکش‌دهی نانولوله کربنی با یک لایه از اکسید سیلیکون
به ضخامت ۶۵ نانومتر، می‌توان استحکام مکانیکی این کاوشگر را به‌شدت افزایش داد. در
یک نگاه این اصلاح معادل قرار دادن چوب اطراف یک میله نازک و طولانی گرافیتی در یک
مداد معمولی است. این محققان بعد از ترسیب این غلاف اکسید سیلیکون محافظ، برای در
معرض قرار گرفتن نوک نانولوله کربنی و نمایان ‌‌‌شدن آن، این نانومداد را با یک
الماس تیز کردند.
موقعی که این دانشمندان از پالس‌های الکتریکی صد میکروثانیه‌ای در سراسر این
نانولوله کربنی استفاده کردند، نوک این الکترود توانست روی یک فیلم فروالکتریکی(در
اینجا تیتانات زیرکونات سرب) به ضخامت ۵۰ نانومتر نقاط ریزی را بنویسد.
این پالس‌های الکتریکی با ایجاد میدان‌های الکتریکی درست زیر این نانومداد، باعث
قطبش نقاط روی این سطح فروالکتریک می‌شوند و در نتیجه نواحی قطبی کوچکی را ایجاد می‌کنند.
هرچه این نواحی کوچک‌تر باشد، میزان نزدیک شدنشان به یکدیگر بیشتر می‌شود و این
سیستم می‌تواند داده‌های بیشتری ذخیره کند.
به‌‌دلیل وجود این غلاف محافظ در اطراف این نانولوله، این افزاره می‌تواند بدون
نگرانی از شکسته ‌‌‌شدن طویل‌تر شود. در مقایسه با نانولوله‌های لخت با طول صد
نانومتر، طول این کاوشگر جدید می‌تواند یک تا دو میکرومتر باشد. این محققان تخمین
می‌زنند که یک نانومداد به طول یک میکرومتر، می‌تواند ۵/۱۱ کیلومتر از فیلم را بدون
از دست دادن دقتش پیمایش کند، این توانایی بیش از نیازی است که بیشتر کاربردهای
ذخیره داده دارند. این محققان توضیح می‌دهند که این نانومداد برخلاف یک مداد
گرافیتی بعد از تیز کردن اولیه، دیگر نیازی به تیز کردن ندارد.
نتایج این تحقیق در مجله Applied Physics Letters منتشر شده‌است.