썩지 않는 소재 혁신

썩지 않는 소재 혁신
Anonim

연구원들은 새로운 나노 도트의 자기 조립을 마스터

Image

펄스 레이저를 사용하여 연구자들은 금속 니켈을 동축하여 나노 도트 배열로자가 조립했다. 각각의 지점 은 기존 나노 도트의 직경의 10 분의 1에 불과한 7 나노 미터 (70 억 분의 1 미터)에 불과하다 .

이 방법은 다양한 재료와 함께 작동하고 불완전 성을 크게 줄일 수 있기 때문에 새로운 절차는 매우 단단한 재료에 대한 연구를 강화하고 초 고밀도 컴퓨터 메모리 를 개발하려는 노력을 강화할 수도 있습니다.

위 이미지 : 산화 알루미늄 매트릭스에 내장 된 니켈 나노 도트의 투과 전자 현미경 이미지.

연구원들은이 기술을 교통 신호와 고급 자동차 브레이크 라이트에서 볼 수있는 작고 밝은 조명 인 차세대 LED 개발에 적용하기 위해 업계 파트너와 협력하고 있습니다. 실험용 LED는 기존 장치보다 이미 더 효율적이며 수십 년간 지속되며 형광등의 일부를 사용합니다.

Image

노스 캐롤라이나 주립대학과 국립 과학 재단의 첨단 재료 및 스마트 구조 센터 인 Jagdish Narayan과 Ashutosh Tiwari는 새로운 재료 및 제조 공정을 발명했습니다.

그들은 2004 년 9 월 Nanoscience and Nanotechnology의 연구 결과를 발표했다.

Narayan과 Tiwari는 펄스 형 엑시머 레이저를 사용하여 니켈이 산화 알루미늄과 질화 티타늄 매트릭스 내에 3 차원 배열로자가 조립되는 조건을 만들었습니다. 질화 갈륨과 산화 아연에 유사한 기술을 적용함으로써 연구진은 LED 소자의 효율을 더욱 향상시키기를 희망하고있다.

나노 도트가 실제 칩이되기 전에 많은 추가 장애물을 제거해야하므로 컴퓨터 응용 프로그램은 더 멀리 떨어져 있습니다. 그러나 모든 니켈-금속 나노 도트는 이론적으로 단일 비트의 정보를 저장할 수 있기 때문에이 기술을 사용하는 1 인치 칩은 결국 10 테라 비트의 데이터를 저장할 수 있다고 생각합니다.

연구원에 따르면이 칩은 이론적으로 같은 크기의 기존 마이크로 칩보다 수백 배 더 많은 저장 공간을 가질 것이라고한다. 우연히도 5 개의 Terabits가 니켈에 맞을 수있었습니다. 나노 도트 메모리 칩이 결국 성공하면 의회 도서관의 전체 내용이 "변화"로 가득 찬 주머니에 들어갈 수 있습니다.

연구원들로부터 :
"가장 큰 도전은 나노 유닛을 사용하여 나노 구조를 효율적이고 안정적으로 구축하는 것이다. 그러나 자연은 균일 한 크기의 나노 크기의 유닛을 생성하는 것을 좋아하지 않는다. 그들은 더 높은 에너지 상태에있다" – Jagdish "Jay"Narayan, John CC 팬 노스 캐롤라이나 주립 대학 재료 과학 부사장 및 NSF 고급 재료 및 스마트 구조 센터 소장

"이 구조를 만든 다음 조립할 수 없기 때문에 3 차원으로 제어 된 처리 및 자체 조립이 필요합니다. 너무 작습니다. 따라서이 기술을 사용하려면 자체 조립이 있어야하며 3D 여야합니다. " – Jagdish "Jay"Narayan

"과거에는 단층 구조 만 만들 수 있었고 3D 자체 조립이 불가능했습니다. 매체를 제어 할 수 없었습니다. 이제이 개발을 통해 매체를 제어하고 3D 자체 구성을 수행 할 수 있습니다. 더 중요한 것은 다른 레이어에서 크기를 변경하고 다른 깊이에서 기능을 변경할 수 있습니다. " – Jagdish "Jay"Narayan

"이 연구는 정보 저장, 스핀 트랜지스터, 단일 전자 트랜지스터 및 유체 장치, 초 경질 코팅 및 새로운 생체 ​​재료를위한 나노 구조 재료의 기본 프레임 워크를 제공합니다." – Jagdish "Jay"Narayan

"지금까지 생성 된 6-10nm 도트에서 스핀 패턴을 제어 할 수 있습니다. 스핀은 정보의 비트를 저장하는 것입니다. 7nm 자기 나노 도트가 1 비트의 정보를 저장한다고 가정하면 10 조를 초과 할 수 있습니다 "제곱 인치당 비트로 기존 저장 밀도의 500 배에 가깝습니다." – Jagdish "Jay"Narayan

NSF의 전문가들로부터 :
"Narayan은 자체 조립의 기본 개념을 사용하여 조명, 레이저, 스핀 트로닉스 및 광학 장치에 중요한 응용 분야를 가질 수있는 3 차원 나노 도트 배열을 만들었습니다. 향후 2-3 년 내에 실제 응용 분야를 위해 개발 된 경우 나노 도트 조명 시스템은 상당한 환경, 경제 및 에너지 절약 이점을 가질 수 있습니다. " – Mihail C. Roco, NSF 나노 기술 담당 고문

"이 연구는 기본 연구의 중요성과 기술 혁신 장려를 보여줍니다.이 장치는 1 세대 수동 나노 구조의 일부이며, 경제적 이점을 위해 나노 규모에서 재료의 새로운 현상과 행동을 어떻게 활용할 수 있는지 보여줍니다." – Mihail C. Roco

어떤면에서 이것은 새로운 특성과 기능을 얻기 위해 나노 스케일을 체계적으로 제어하는 ​​미국 국립 나노 기술 이니셔티브 (National Nanotechnology Initiative, NNI)의 일반적인 목표를 보여준다. – Mihail C. Roco

"우리는 인프라를 만들고 있습니다. NCSU는 나노 구조 재료 분야에서 강점을 확립했으며 현재로서는 초기에 계획되지 않은 몇 가지 결과를 볼 수 있습니다." – Mihail C. Roco

"나노 규모 연구를위한 인프라의 확장은 거대한 과학적 발견과 잠재적 인 기술 개발의 기반을 만들었습니다. 교육에서도 비슷한 추세를 볼 수 있습니다. 1999 년에 대학원 프로그램을 갖춘 5 개 대학에서 약 270 개의 교육 기관과 학부 및 대학원이 있습니다. 나노 규모의 과학 및 공학 관련 프로그램. " – Mihail C. Roco

출처 : NSF