Các nhà khoa học Nga tạo ra một vật liệu mới để lưu trữ dữ liệu

Đài Sputnik (Nga) ngày 30/1 đưa tin, các nhà khoa học từ Đại học Tổng hợp Liên bang Viễn Đông (FEFU) đã phát triển một phương pháp mới để lưu trữ dữ liệu bằng cách sử dụng các cấu trúc nano niken có hình dạng sứa medusa.

Theo các nhà ngiên cứu, những cấu trúc mới làm từ các sợi nano có "đầu" mà từ đó mọc ra 3-7 "chân" có đường kính nhỏ hơn giúp họ tạo ra các thiết bị nhỏ gọn và tiết kiệm năng lượng để lưu trữ mật độ cao, cơ quan báo chí của Bộ Giáo dục và Khoa học Nga chia sẻ với Sputnik.

Niken đã được chọn để tạo ra các cấu trúc nano vì tính chất từ ​​tính của nó phụ thuộc phần lớn vào hình dạng của vật thể nano. Một số hiện tượng hiếm và chưa từng được khám phá trước đây đã được quan sát thấy trong "nano meduza" do các nhà khoa học tạo ra, chẳng hạn như sự phân bố không đối xứng của các trường tán xạ và sự hình thành của xoắn ốc từ tính.

Dựa trên kết quả của các cuộc thử nghiệm, các nhà nghiên cứu từ FEFU đã đề xuất sử dụng các cấu trúc nano niken làm vật mang dữ liệu có sử dụng nguyên lý hoạt động của băng từ trước đây được sử dụng trong băng cassette âm thanh và video.

Trên băng cassette, đầu ghi từ hóa các vùng khác nhau của băng từ theo các hướng khác nhau. Khi băng từ chuyển động qua đầu từ, cảm biến từ đọc hướng từ hóa trong các miền (các vùng vĩ mô của môi trường từ chứa một phần thông tin) và thông tin này cũng được máy phát âm thanh hoặc video diễn giải là số không hoặc số một, nhờ đó thiết bị giải mã bản ghi từ tính trở lại thành tín hiệu hình ảnh hay âm thanh.

Các cấu trúc nano từ tính được sử dụng theo cách tương tự như các "đường dẫn" rất nhỏ để ghi dữ liệu. Tuy nhiên, khi sử dụng "nano medusa", không có chuyển động cơ học nào của vật mang dữ liệu (như trường hợp của cuộn băng và băng cassette, trong đó băng từ chuyển động qua đầu từ). Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng, vị trí của các miền từ tính có thể được điều khiển bằng dòng điện với tốc độ 1 km/giây.

Theo các nhà khoa học, việc sử dụng công nghệ FEFU sẽ làm tăng đáng kể mật độ lưu trữ, vì một "nano medusa" chiếm khoảng 300 nanomet trên con chip và có khả năng chứa được hàng nghìn bit bên trong nó. Hình dạng giống sứa làm giảm chi phí năng lượng trong quá trình ghi và đơn giản hóa quá trình này.

"Nano medusa" được sản xuất bằng phương pháp nhiều bước dựa trên việc tạo ra các khuôn mẫu xốp hai lớp làm bằng nhôm oxit. Ma trận rỗng một lớp bằng nhôm oxit thường được sử dụng làm bộ lọc vi mô hoặc khuôn mẫu để tạo ra các vật thể nano như dây nano, ống nano và lò xo nano.

"Các khuôn mẫu hai lớp do các nhà khoa học FEFU đề xuất giúp kết hợp các lỗ có đường kính khác nhau trong một tấm, mở ra những cách mới để sử dụng chúng. Ví dụ, các ma trận oxit xốp hai lớp có thể được sử dụng để nuôi cấy "nano medusa" - cấu trúc làm bằng các sợi nano bao gồm một "đầu" và 3-7 "chân" có đường kính nhỏ hơn mọc ra từ nó", - cơ quan báo chí của Bộ Khoa học và Giáo dục Đại học Nga đưa tin.

Công trình này được đưa vào danh sách 100 bài báo khoa học thú vị nhất của các nhà nghiên cứu Nga năm 2024 theo nguồn tài nguyên Internet colab.ws. Nghiên cứu được tiến hành tại Phòng thí nghiệm Công nghệ Phim của FEFU với sự hỗ trợ của Bộ Khoa học và Giáo dục Đại học Nga.