15 maart 2008
Onderzoekers aan de Universiteit van Pittsburgh zeggen een methode ontdekt te hebben om electriciteit aan en uit te schakelen op nano-niveau. Die ontdekking kan uiteindelijk leiden tot de ontwikkeling van compactere opslagmethoden door de gegevensdichtheid te vergroten. Het project, geleid door Jeremy Levy , hoogleraar aan de School of Arts and Sciences van de Universiteit wilde, zo zei hij, 'create a new process to control the connectivity between insulating materials from an electrical conductor to an insulator and then back again'. Levy stelde dat het principe nog niet helemaal volmaakt was, maar dat het 'could be refined to allow for the development of very powerful and tightly packed ultra-high-density storage devices for logic and memory devices'. De resultaten van het onderzoeksproject ('nanoscale control of an interfacial metal-insulator transition at room temperature ') werden gepubliceerd op de website van Nature Materials; het artikel zal ook in het gedrukte aprilnummer van het blad opgenomen worden.
Levy stelt dat 'the process of switching electrical properties at nanometric scales required that we refined the connection point between two insulators — a crystal of strontium titanate and a 1.2-nanometer-thick layer of lanthanum aluminate'. De onderzoekers gebruikten 'an atomic force, microscopic conducting probe to create wires measuring less than 4 nanometers wide to place between the two materials'. Levy stelde dat de ontdekking van belang is voor ontwikkelaars van opslagsystemen omdat het aantal bits dat opgeslagen kan worden op een chip afhankelijk is van hoe dicht ze op elkaar geplaatst kunnen worden. 'There are many storage applications this could apply to', zo geeft hij aan. 'In semiconductors, we were able to show that we could show 'transistor-like action' with these wires. We think we have the elements of being able to make transistors as well as memory elements at a scale that is much smaller than existing silicon is capable of'. Om zijn onderzoek te illustreren stelde Levy 'that magnetic storage bits placed 50 nanometers apart corresponds to 1 terabit of storage per square inch. But if bits could be spaced 5 nanometers apart, then available storage capacity could be boosted to 100 terabits per square inch'. Het idee voor het project kwam tijdens Levy's bezoek aan de Universiteit van Augsburg in 2006, waar hij in soortgelijk onderzoek participeerde. Dat onderzoek leidde echter niet tot schokkende resultaten. 'Ik vind het zeer opmerkelijk dat zij controleerbaar een helder pad kunnen schrijven en herschijven', zegt Hans Hilgenkamp, hoogleraar aan de Universiteit van Twente. 'Creating nanosize logic components is another possibility. Being able to create patterns smaller than 10 nm to make nanoscale devices has proved to be a grand challenge', zegt Stephen Streiffer, onderzoeker naar materialen op nanoschaal op het Argonne National Laboratory, in Illinois. 'The Pittsburgh group has been able to demonstrate an extremely clever way to do patterning at 3 nanometers or below. The technology will not replace conventional silicon-based devices, but it nevertheless paves the way for new types of logic devices and storage devices'. 'De onderzoek toont dat het mogelijk is eigenschappen van materialen tot op atoomniveau te controleren', zo zegt Hilgenkamp. 'Het is er interessant om te zien of je ook magnetisme tot op atomair niveau kunt laten afdalen'.
