0

Forskerne fra University of California at Berkeley og University of Massachusetts Amherst, oppdaget en måte å lage bestemte molekyler i perfekte arrays over relativt store områder. Resultatene av deres arbeid vises fredag ​​i tidsskriftet Science, ifølge en pressemelding fra UC Berkeley. En av forskerne sa at teknologien kan bli kommersialisert på mindre enn 10 år, hvis industrien er motivert.

Mer tett pakket molekyler kan bety mer data pakket inn i en gitt plass, høyere definisjonsskjermer og mer effektive fotovoltaiske celler, ifølge forskere Thomas Russell og Ting Xu. Dette kan forandre mikroelektronikk og lagringsindustrien, sa de. Russell er direktør for Materials Research Science and Engineering Center ved Amherst og en besøkerprofessor ved Berkeley, og Xu er en professor i kjemi og materialvitenskap og ingeniørfag.

[Videre lesing: Best NAS-bokser for media streaming og backup]

Russell og Xu oppdaget en ny måte å lage blokksampolymerer på, eller kjemisk ulik polymerkjeder som går sammen av seg selv. Polymerkjeder kan samles i et presist mønster like langt fra hverandre, men forskning i løpet av de siste 10 årene har funnet ut at mønstrene bryter opp som forskere forsøker å gjøre mønsteret dekket et større område.

Russell og Xu brukes kommersielt tilgjengelig, menneskeskapte safirkrystaller for å lede polymerkjedene til presise mønstre. Oppvarming av krystaller til mellom 1300 og 1500 grader Celsius (2,372 til 2,732 grader Fahrenheit) skaper et mønster av savtrammer som de pleide å styre sammenstillingen av blokk-kopolymerene. Med denne teknikken er den eneste grensen til størrelsen på en rekke blokk-kopolymerer størrelsen på safiret, sa Xu.

Når en safir er oppvarmet og mønsteret er opprettet, kan malen bli gjenbrukt. Både krystallene og polymerkjedene kunne fås kommersielt, sa Xu. "Alle ingredienser vi bruker her er ikke noe spesielt," sa Xu.

Forskerne sa at de oppnådde en lagringstetthet på 10 TB (125 GB) per kvadrat tommer, som er 15 ganger tettheten av tidligere løsninger, uten feil. Med denne tettheten kan dataene som er lagret på 250 DVD-er, passe på en overflate av størrelsen på et kvart i USA, som er 25,26 millimeter i diameter, sa forskerne. Det kan også være mulig å oppnå et HD-bilde med 3-nanometer piksler, potensielt like stor som en stadion JumboTron, sa Xu. En annen mulighet er mer tette fotovoltaiske celler som fanger solens energi mer effektivt.

Russell og Xus tilnærming er forskjellig fra hvordan andre forskere har forsøkt å øke lagertettheten. De fleste har brukt optisk litografi, som sender lys gjennom en maske på en lysfølsom overflate. Den prosessen skaper et mønster for å lede kopolymerene til montering.

Den nye teknologien kan skape chipfunksjoner bare 3nm på tvers, langt over de nåværende mikroprosessorteknikker, noe som på sitt beste skaper funksjoner rundt 45nm over. Photolithography løper inn i grunnleggende barrierer for å oppnå større tetthet, og den nye tilnærmingen bruker mindre miljøskadelige kjemikalier, sa Xu. Men faktisk å bruke teknikken til CPUer ville utgjøre noen utfordringer, for eksempel behovet for å lage tilfeldige mønstre på en CPU, sa Xu.

Et slikt sprang fremover i lagertettheten kan for eksempel endre innholdet av innholdet som en person kunne bære med seg eller kvaliteten på media levert på plater, sa Nathan Brookwood, hovedanalytiker ved Insight64. For eksempel kan det tillate at filmer blir til hologrammer, sa han.

"Når vi tror vi er så teknisk sofistikerte i det vi kan gjøre, kommer noen med et begrep som dette, som har potensial til å fundamentalt forandre økonomien på så mange forskjellige områder," sa Brookwood.

Ultra høy -definisjonsdisplayer har mindre praktisk potensial, ifølge IDC-analytiker Tom Mainelli. Dagens bilde- og videostandarder, inkludert de som brukes i HDTV, kunne ikke dra nytte av en skjerm med 3nm piksler, sa han. Og når det gjelder skjermer, er prisen en konge. "Du kunne se hvordan det ville være en verdi for det nøyaktighetsnivået (i et område som medisinsk bildebehandling) … men snakker vi om en [US] $ 10.000 skjerm? " Mainelli sa.

Insight64s Brookwood sa teknologien, som Berkeley og Amherst har søkt om patent på, harkens tilbake til grunnleggende gjennombrudd som skapte IT-bransjen, sa han.

"Det er denne typen grunnleggende materialforskning som har skapte mulighetene som har gjort Silicon Valley og amerikansk produksjon stor, "sa Brookwood. "De siste årene (i USA) har det vært færre og færre som jobber på dette nivået av grunnleggende ting," sa han.