НАНОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПАМЯТЬ ВСКОРЕ ЗАМЕНИТ ТРАДИЦИОННУЮ МАГНИТНУЮ

При словах «механическая память» вспоминается старые счетные машины, арифмометры, железные «Феликсы» и перфокарты. Но новая технология не предполагает возврата к перфокартам и подобным немагнитным способам хранения информации. С 2000-го года профессор физики Бостонского университета Притирэй Моханти старался создать более эффективные системы хранения информации на основе наномеханических осцилляторов. И похоже, что это ему удается.

Профессор физики Моханти изготовил механические ячейки памяти из кремния, которые в тысячу раз меньше диаметра человеческого волоса.

Если использовать эти наноустройства в качестве элементов хранения информации, то полученная механическая память будет выгоднее по плотности информации, чем современные электромагнитные системы. Моханти заявил, что механопамять обгонит по емкости даже те магнитные устройства, которые по нынешним технологиям изготовления приближаются к физическому пределу плотности информации для магнитных устройств. Механопамять может работать, выполняя миллионы и миллиарды циклов в секунду. Также Моханти сказал, что механические ключи новой памяти потребляют в миллион раз меньше энергии, чем их электронные аналоги.

«Это будущий новый игрок на рынке устройств хранения информации,» — сказал Моханти. — «Взяв старые принципы за основу и воспользовавшись последними достижениями в области МЭМС- и нанотехнологий, мы можем производить компьютерную память, которая будет быстрее, дешевле и меньше современной электронной. Эти наномеханические устройства — новое слово в области хранения данных.»

С помощью электронно-лучевой литографии исследователи сделали «шаблон» для матрицы механических ключей и вытравили их из монокристаллического слоя кремния, покрытого слоем оксида кремния. Электронно-лучевая литография уже давно используется МЭМС- и нанотехнологами в качестве основного производственного инструмента. Она также является основным инструментом для производства микроэлектронных схем; ею пользуются при массовом производстве микросхем и процессоров. Так что для массового производства механопамяти не нужно будет использовать дополнительные устройства, выпуск готового продукта можно производить на уже имеющемся оборудовании.

 

осциллятор 2003-го года

Ранее, в 2003 году команда Моханти представила работающий наномеханический осциллятор, который является предшественником нового наномеханического транзистора. Так как изображений нового устройства нет, то представление о его работе можно иметь по этому раннему прототипу. Правда, в новом устройстве в качестве «главного» элемента используется наноструна. Одиночная ячейка памяти состоит из струны нанометровых размеров, которая, при воздействии на ее концы высокочастотного напряжения (с частотой в несколько мегагерц), изгибается. При определенной амплитуде напряжения струна принимает одно из конечных состояний («1» или «0» соотв.), что как раз нужно для хранения информации.

Маленькие размеры устройства позволяют ему достичь высокочастотных вибраций (в опытах — до 23,57 МГц). Эта частота отражает скорость чтения записанной информации. Для сравнения, винчестеры в современных ноутбуках характеризуются скоростью считывания информации в несколько сот килогерц (тысяча циклов в секунду). Исследователи заверяют, что наномеханические ключи могут достичь скорости до миллиарда циклов в секунду. При этом их размеры могут быть меньше тех, которые изготовленных экспериментально Моханти и командой.

Другие преимущества наномеханики перед наноэлектроникой заключается в том, что диапазон вибрации наноструны составляет несколько ангстремов. Для вибрации в таком диапазоне устройство потребляет всего несколько фемтоватт электроэнергии, в то время как современные ключи потребляют милливатты. Механическая память также свободна от ограничений суперпарамагнитного эффекта, который определяет граничые размеры магнитной памяти. Память на механотранзисторах может гораздо превысить плотность хранения информации около 100 гигабит на квадратный дюйм. «Новые наномеханические элементы чрезвычайно быстрые,» говорит Роберт Бэдзли, один из исследователей. «Механические ключи работают даже в сильных электромагнитных полях, при выдерживании образца на солнце, и после механических ударов.»

Техническое описание новой технологии, характеристики и изображения механических ячеек памяти появятся в выпуске Applied Physics Letters от 18 октября. Работы финансировались грантом от программы по нанотехнологическим исследованиям National Science Foundation а также грантом от Министерства обороны.

Опять-таки, сколько уже было не менее сенсационных заявлений о переводе микроэлектроники в нанообласть. Было бы замечательно, если бы эти прогнозы воплотились в реальность. Как уже многократно отмечалось маркетологами, переход от лаборатории на производство и, далее, на рынок, в нанотехнологиях еще хромает.

Компиляция: Свидиненко Юрий.

Читать оригинал

Источник: Nanotechnology News Network

Дата: 20 октября 2004