Forskere udvikler materiale, der kan øge datalagring, Spar energi

(PhysOrg.com) - Ingeniører fra North Carolina State University har skabt et nyt materiale, der ville gøre det muligt for en computerchip på størrelse med en fingernegl at gemme, hvad der svarer til 20 HD-dvd'er eller 250 millioner sider tekst, langt over lagerkapaciteten i nutidens computerhukommelsessystemer.

Ledet af Dr. Jagdish "Jay" Narayan, John C.C. Fan Family Distinguished Professor of Materials Science and Engineering og direktør for National Science Foundation Center for Advanced Materials and Smart Structures ved NC State, ingeniørerne fik deres gennembrud ved at bruge processen med selektiv doping, hvor der tilsættes en urenhed til et materiale, der ændrer dets egenskaber. Processen viser også løfte om at øge køretøjers brændstoføkonomi og reducere varme produceret af halvledere, en potentielt vigtig udvikling for mere effektiv energiproduktion.

Arbejder på nanometerniveau, ingeniørerne tilføjede metalnikkel til magnesiumoxid, en keramik. Det resulterende materiale indeholdt klynger af nikkelatomer, der ikke var større end 10 kvadratnanometer, en størrelsesreduktion på 90 procent sammenlignet med nutidens teknikker og et fremskridt, der kunne øge computerens lagerkapacitet.

"I stedet for at lave en chip, der gemmer 20 gigabyte, du har en, der kan håndtere en terabyte, eller 50 gange mere data, " siger Narayan.

Informationslagring er ikke det eneste område, hvor der kan gøres fremskridt. Ved at introducere metalliske egenskaber i keramik, Narayan siger, at ingeniører kunne udvikle en ny generation af keramiske motorer, der er i stand til at modstå dobbelt så høje temperaturer som normale motorer og opnå en brændstoføkonomi på 80 miles per gallon. Og da materialets varmeledningsevne ville blive forbedret, teknikken kan også have anvendelser til at udnytte alternative energikilder som solenergi.

Ingeniørernes opdagelse fremmer også viden inden for det nye område af "spintronics, ” som er dedikeret til at udnytte energi produceret ved spinning af elektroner. Det meste af energien, der bruges i dag, udnyttes gennem strømmens bevægelse og er begrænset af mængden af ​​varme, den producerer, men den energi, der skabes ved at dreje elektroner, producerer ingen varme. NC State ingeniørerne var i stand til at manipulere nanomaterialet, så elektronernes spin i materialet kunne kontrolleres, hvilket kan vise sig at være værdifuldt for at udnytte elektronernes energi. Fundet kan være vigtigt for ingeniører, der arbejder på at producere mere effektive halvledere.

Dr. Sudhakar Nori arbejdede sammen med Narayan på undersøgelsen, en forskningsmedarbejder ved NC State, Shankar Ramachandran, en tidligere NC State kandidatstuderende, og J.T. Prater, en adjungeret professor i materialevidenskab og teknik. Deres resultater er publiceret som "The Synthesis and Magnetic Properties of a Nanostructured Ni-MgO System, ” som udkom i juni-udgaven af JOM , tidsskriftet for mineralerne, Metal- og Materialesamfundet. Forskningen blev sponsoreret af National Science Foundation.

Relateret forskning af Narayan blev offentliggjort i april i International Journal of Nanotechnology .

Leveret af North Carolina State University (nyheder:web)