211service.com
Lille Etch-a-Sketch
Det kan være verdens mindste Etch-a-Sketch. Forskere har demonstreret en ny teknik, der kunne bruges til at skabe omskrivbare logiske kredsløb og tættere computerhukommelse. Ved hjælp af et atomkraftmikroskop (AFM) var forskerne i stand til at tegne ledninger og prikker i nanostørrelse, som gentagne gange kunne slettes og skrives.
Små ledninger: Ved at bruge nanoskalaspidsen af et atomkraftmikroskop (AFM) var forskere i stand til at tegne små, elektrisk ledende baner i et materiale lavet af to typisk ikke-ledende oxider. De slettede ledningerne ved at bruge enten AFM-spidsen eller et blåt lys.
Ledet af Jeremy Levy fra University of Pittsburgh brugte forskerne en AFM-spids som en blyant, hvor de tegnede elektrisk ledende baner - der fungerer som metalliske ledninger - på et specielt materiale. Linjerne var så tynde som tre nanometer, hvilket gør dem betydeligt smallere end de linjer, der kan tegnes ved hjælp af elektronstrålelitografi - en af de mest præcise teknikker til at ætse enheder ud af silicium.
Forskerne brugte et to-lags materiale udviklet af Jochen Mannharts gruppe ved universitetet i Ausberg i Tyskland. Basen er lavet af en strontiumtitanat krystal, med et tyndt lag lanthanaluminat på toppen. Grænsefladen mellem de to materialer kan skiftes fra isolerende til ledende ved at påføre en spænding over grænsefladen.
Levy og Mannharts grupper samarbejdede om et projekt for at tegne fine ledende linjer ved grænsefladen ved at sondere overfladen af materialet med en AFM, som har en nanoskalaspids, der kan påføre en spænding over et lille område. De linjer, grupperne tegnede, var både fine og lange; deres længde var kun begrænset af, hvor langt AFM-spidsen ville scanne.
Levy og hans kolleger viste, at vending af spændingen og træk af AFM-spidsen hen over en ledning afskar den og bryder ledningen. Ved at måle, hvor langt de skulle trække spidsen for at adskille ledningen, var de i stand til at vurdere ledningens bredde. Udsættelse af materialet for blåt lys slettede også alle de ledninger, der var trukket i materialet.
At det kan genskrives er meget vigtigt, siger Harold Hwang fra University of Tokyo i Japan, som ikke var involveret i det nye studie. I en konventionel halvlederenhed, når du først har fremstillet enheden, er det det.
At være i stand til at tegne disse ledende mønstre kunne give forskere mulighed for at skabe kredsløb, der kan omkonfigureres i farten, siger Levy. Forskerne viste også, at ledningerne måske kunne fungere som transistorer. Selvom det er svært at forestille sig, at de konkurrerer direkte med de veludviklede teknikker til siliciumchips, siger Levy, kunne teknikken bruges til hukommelse med høj tæthed.
Ved at sende en spændingsimpuls gennem AFM-spidsen kunne vi skrive isolerede øer i meget små skalaer i størrelsesordenen et par nanometer, siger Levy. Det er omkring 100 gange højere tæthed end hvad du kan gøre med magnetiske materialer, grundlaget for nutidens datalagring.
Levy synes, det er spændende, at materialet kan danne ledende ledninger og transistorer, og potentielt lagre information. Normalt udføres disse ting med forskellige materialer, helt forskellige platforme. Men her er det hele i samme materiale. Også forskere har haft en vis succes med at dyrke strontiumtitanat oven på silicium, siger Levy, så det kunne være muligt at integrere det nye materiale med eksisterende siliciumchips.
Undersøgelsen, som for nylig blev offentliggjort i Naturmaterialer , fandt ud af, at ledningerne og prikkerne forblev i deres tilstand i mindst 24 timer. Levy tror, at de vil holde meget længere og tester i øjeblikket denne teori.
Den slags ting, de laver med scanningsproberne i dette papir, er relativt ligetil, siger Stephen Streiffer fra Argonne National Laboratory i Illinois. Han tilføjer, at forskere burde være i stand til at bruge rækker af AFM-tip om disse materialer til at tegne flere ledninger og prikker på én gang.