Техника - молодёжи 2009-11, страница 11
XXI — век нано 2009 №11 ТМ НЭМС-флэшка Мы много писали в згой рубрике об исследованиях, результаты которых могут найти применение в радиотехнической, вычислительной и телекоммуникационной технике. В частности - в запоминающих устройствах для двоичной (№12 за 2008 г., №7 за 2009 г.) и даже троичной (№9 за 2008 г.) арифметики. Обращает на себя внимание разнообразие наноматериалов и принципов функционирования, предлагаемых для этих целей. Вот и ещё одна потенциальная технология для создания сверхплотной компьютерной памяти: наноалектромеханичес-кая система (НЭМС) на основе углеродной нанотрубки (УНТ) и внедрённой в неё металлической частицы. Работа элемента памяти основана на том, что железная частица (её принято называть «шаттл», или «челнок») движется под воздействием протекающего через УТИ электрического тока, останавливается нри его прекращении и «поворачивает назад» при смене полярности. Придумал это устройство профессор Алекс Зеттл из Калифорнийского университета в Беркли, уже получивший известность своими прежними достижениями в области НЭМС. Инкапсулированные железными частицами УНТ были получены из ферроцена - устойчивого железоорганического соединения, - диспергированы при помощи ультразвука в изонро-пановым спирте и затем осаждены на подложку. После этого на концы УНТ нанесли металлические контакты и поместили иод просвечивающий микроскоп (ПЭМ) для исследования. На последовательных ПЭМ-изображениях (б) видно, что «челнок» двигается навстречу току. Его нахождение в каждой из оконечностей трубки можно трактовать как логическую «I» и логический «0» - собственно, всё, что в принципе необходимо д ля элемента двоичной арифметики Но только в принципе. Если бы не было никакого средства анализировать местонахождение «челнока», кроме разглядывания его под ПЭМ, то, понятно, никакой перспективы у такой «памяти» не было бы. 11о оказалось, что сопротивление УНТ, измеренное вдоль неё, зависит от положения «челнока», причём данные замеров отлично совпадают с данными ПЭМ-наблюдения (в). Используемые напряжения практически такие же, как в современных микросхемах. Скорость движения «челнокам зависит от величины тока, в экспериментах она достигала 1,4мкм/спри напряжении 1,75 В, а на отдельных образцах превосходила 2,5 см/с -больше просто нельзя зарегистрировать с помощью ПЭМ. Ц Наночастица-«челнок» \ Нанотрубка б)
-1 if Ф Напряжение, В -1 if \ Перемещение, нм 1,65 о -1,65 Схема работы элемента -челночной" памяти: а) схема устройства; б) перемещение челнока со сменой направления при изменении полярности приложенного напряжения; в) запись и считывание информации Надо сказать, что скорость в данном случае имеет большое значение. 1,4 мкм/с соответствует частоте работы устройства максимум порядка единиц герц (на графике (в) можно видеть то же самое), что, конечно, неприемлемо мало. Л вот 2,5 м/с, при показанной на (б) величине устройства, - это уже около 10 МГц, Тоже не очень много, по уже есть над чем работать. Л работать, похоже, стоит. Потому что это изобретение Зет-тла - аналог флэш-памяти, способный и работать как статическое оперативное ЗУ (где информация не разрушается при считывании), и хранить данные при снятии напряжения. Причём цифры времени хранения, полученные путём расчёта скорости дрейфа «челнока» при нулевом напряжении и комнатной температуре, впечатляют: 3,3*1017 с - другими словами, миллиарды лет! Плотность записи «челночной памяти» может достигать 10 тсрабит на кв. дюйм, что в несколько раз выше, чем в лучших из широкодоступных носителей информации сегодняшнего дня. Приплыла к нему рыбка, спросила Известно, какой эффект на науку и мир в целом произвели наблюдения Левснгука, основоположника научной микроскопии и микробиологии. Он увидел мир в капле воды - мир, о существовании которого до над не знали даже крупнейшие учёные - члены Лондонского королевского общества. В наши дни наука делает следующий шаг в глубины строения материи - началась эпоха «великих географических открытий» в наномвре. Как и следовало ожидать, этот мир оказался разнообразным и многоплановым. В нем нашлось многое - от потусторонних сил («ТМ», №5 за 2008 г.) до крайне необходимых предметов материальной культуры («ТМ», №7 за 2008 г.). Группе нанопервопро-ходцев в составе Юрия и Павла Гогоци и Юлии Корневой (сайт Нанометр) удалось найти ещё одно хорошо знакомое всем существо: золотую рыбку. Методика, как и следовало ожидать, сильно отличается от применяемой в «обычном» мире: исследователи не закидывали в море невод, как рыбак из сказки Пушкина, а проводили синтез золотых наночастиц из раствора. Hv и что? Главное, чтобы был результат! Источники: www.nanometer.ru, Nano Letters, |
