Computerworld News Service: Forskere i nanoteknologi har opnået et gennembrud og kan nu få indhold svarende til 250 dvd'er ned på en overflade på størrelse med en mønt.
Gennembruddet kan også vise sig at have konsekvenser for skærmteknologi og solceller.
Forskerne fra University of California at Berkeley og University of Massachusetts Amherst har opdaget en metode til at få bestemte slags molekyler til at placere sig i perfekte rækker over relativt store arealer. Deres forskningsresultater offentliggøres fredag i det anerkendte videnskabelige tidsskrift Science ifølge en pressemeddelelse fra UC Berkeley.
En af forskerne skriver her, at teknologien om under 10 år kan anvendes kommercielt, hvis industrien er motiveret.
Tættere pakket molekyler kan betyde flere data på mindre plads, skærme i højere opløsninger og mere effektive fotovoltaiske celler ifølge videnskabsmændene Thomas Russell og Ting Xu. Dette kan komme til at revolutionere microelektronik- og storage-brancherne, mener de.
Russell er leder af Materials Research Science and Engineering Center ved Amherst og gæsteprofessor ved Berkeley. Xu er assisterende professor i kemi og materialevidenskab og -teknologi ved Berkeley.
Safir-krystaller
Russell og Xu har opdaget en ny metode til at skabe blok copolymer, som er kemisk forskellige polymer-kæder, der sammenføjer sig af sig selv. Disse polymer-kæder kan gå sammen i et præcist mønster med lige lang afstand til hinanden, men forskningen i de sidste 10 år har vist, at mønstret går i stykker, når man forsøger at få materialet til at dække et større areal.
De to forskere har brugt kommercielt tilgængelige syntetiske safir-krystaller til at dirigere polymer-kæderne i præcise mønstre. Ved at opvarme krystallerne til mellem 1.300 og 1.500 grader Celsius skabes et savtakket mønster, som forskerne brugte til at dirigere samlingen af blok copolymerne. Den eneste begrænsning af størrelsen af et felt af blok polymer er med denne teknik safirens størrelse, forklarer Xu.
Når en safir har været varmet op, og mønstret er skabt, kan den genbruges som skabelon. Både krystallerne og polymer-kæderne kan anskaffes kommercielt, oplyser hun. "Ingen af de ingredienser, vi her bruger, er noget særligt."
Mindre end en tyver
Forskerne opnåede en storage-tæthed på 10 terabyte per kvadrattomme, hvilket er 15 gange så høj en tæthed, som hvad tidligere forsøg har opnået uden fejl.
Med denne tæthed kan dataene fra 250 dvd'er presses ned på en overflade på størrelse med en amerikansk quarter dollar-mønt, som er 25,26 millimeter i diameter. Til sammenligning er en dansk 20-krone 27 milimeter i diameter.
Det vil også blive muligt at gemme et billede i høj opløsning potentielt på størrelse med stadium-skærme af JumboTron-typen og med pixels så små som tre nanometer, fortæller Xu. Og teknikken vil muliggøre tættere fotovoltaiske celler, der mere effektivt opfanger solenergien.
Russells og Xus tilgang har været forskellig fra, hvordan andre forskere har forsøgt at forøge storage-tæthed. De fleste har benyttet optisk litografi, som sender lys gennem en maske ned på en lysfølsom overflade. Denne proces skaber et mønster til at dirigere copolymerne i deres sammenføjninger.
Den ny teknik kan skabe chip med detaljer helt ned til tre nanometer brede, hvilket langt overgår nuværende chip-fremstillingsmetoder, der optimalt kan skabe detaljer ned til omkring 45 nanometer brede. Fotolitografi er ved at støde mod en mur i arbejdet med at opnå større tæthed, og den ny teknik bruger mindre miljøskadelige kemikalier, fortæller Xu.
Men den faktiske anvendelse af teknikken i produktion af cpu'er kan give nogle udfordringer, såsom behovet for at skabe forskellige mønstre på en cpu, forklarer hun.
Kvalitet og kvantitet
Et så stort fremskridt i storage-tæthed som dette kan blandt andet øge enten mængden af indhold, en person kan tage med sig, eller øge kvaliteten af dette indhold ifølge Nathan Brookwood, som er ledende analytiker hos Insight64. Det kan for eksempel gøre det muligt at skabe film om til hologrammer, påpeger han.
"Lige når vi tror, at vi er så teknisk sofistikerede, som vi kan blive, så kommer der nogen med en idé som denne, som har potentialet til fundamentalt at ændre økonomien på mange forskellige områder," siger Brookwood.
Der er dog mindre praktisk potentiale i skærme med ultrahøje opløsninger ifølge analytiker fra IDC Tom Mainelli. Han mener ikke, at de nuværende billed- og videostandarderne - heriblandt standarderne i HD-tv - overhovedet kan udnytte en skærm med pixels på kun tre nanometer. Og prisen er desuden altafgørende, når det kommer til skærme, fremhæver han.
"Det er tydeligt, at sådan en grad af præcision kan have stor værdi eksempelvis inden for medicinsk billedbehandling … men taler vi om skærme til 10.000 dollars (58.000 kroner, red.)?" spørger Mainelli.
Ifølge Brookwood fra Insights64 minder teknologien, som Berkeley- og Amhurst-universiteterne har søgt patent på, om de grundlæggende videnskabelige fremskridt, som skabte it-branchen.
"Det er denne form for grundforskning i materialevidenskab, der skabte de muligheder, der gjorde Silicon Valley og amerikansk fremstilling stor," siger Brookwood
"Der har i de sidste par år i USA været færre og færre folk, der har arbejdet med grundforskning," fortæller han.
Oversat af Thomas Bøndergaard
