عایق‌کاری نانوسیم‌ها

و ماشین‌های مولکولی

 به‌زودی امکان مهندسی این نانوسیم‌های عایق‌بندی‌شده، در کاربردهای عملی ممکن خواهد شد

دانشمندانی از مؤسسه‌ی تحقیقات فیزیکی و شیمیایی ژاپن(RIKEN) موفق به ساخت نانوسیم‌های الکتریکی با ضخامت یک نانومتر شده‌اند که روی آن‌ها لایه‌ای از عایق قرار دارد. با این کار دانشمندان یک قدم در مسیر توسعه‌ی افزاره‌های حافظه‌ای ابرچگال و ماشین‌های مولکولی، و تبدیل به واقعیت‌ کردن آن‌ها نزدیک‌تر گشته‌اند.

به‌گزارش «ستاد ویژه‌ی توسعه‌ی فناوری‌های نانو»، این محققان در فرایندی که شامل ترکیبی از مولکول‌های آلی رسانا و نارساناست، به گونه‌ای که خودشان را در یک پیکربندی مطلوب منظم می‌کنند، توانستند بلورهای نانوسیمی عایق‌بندی‌شده را رشد دهند.

درست است که دانشمندان در گذشته موفق به ساخت نانوسیم‌هایی از نانولوله‌های کربنی، فلزات و سایر مواد شده‌اند، ولی چالش بزرگ باقی‌مانده، نحوه‌ی عایق‌کاری این سیم‌های ریز برای قابل استفاده بودن‌اشان در مدارهای مجتمع است، تا از ایجاد اتصال کوتاه جلوگیری شود. چالش دیگری هم وجود دارد و آن گسترش فناوری است که بتواند این نانوسیم‌ها را در یک آرایه‌ی منظم قرار دهد.

محققان RIKEN با توسعه‌ی یک فرایند رشد نانوسیم که از مشتقات تتراثیافول والن(TTF) – یک مولکول آلی که رسانای الکتریکی است – و مولکول‌های خنثی ـ که شامل ید نارسانا(HFTIEB) هستند و می‌توانند به‌صورت خودآرا به بلورهای نانوسیمی عایق‌بندی‌شده تبدیل شوند ـ توانستند بر این چالش‌ها فایق آیند. این محققان که با موفقیت این نانوسیم‌ها را داخل الگوهای منظم، نظم‌دهی کرده‌اند؛ توانستند با کنترل ساختار بلوری، ساخت نانوسیم‌های دو- رسانا و نیز عایق‌کاری آن‌ها با ضخامت‌های مختلف را نشان دهند. نتایج به دست‌آمده نشان می‌دهد که به‌زودی امکان مهندسی این نانوسیم‌های عایق‌بندی‌شده، در کاربردهای عملی ممکن خواهد شد.

این محققان می‌گویند که نانوسیم‌های عایق‌بندی‌شدة RIKEN، قابلیت استفاده به‌عنوان یک مؤلفه‌ی اساسی در محیط‌های ذخیره‌سازی سه‌بعدی ابرچگال ـ که برمبنای آرایه‌های حافظه‌ای مولکولی هستند ـ را دارند. آن‌ها نشان داده‌اند که افزاره‌های حافظه‌ای ساخته‌شده با این فناوری، قادر به ذخیره‌ی صد پتابایت (صد میلیون گیگابایت) داده در هر سانتی‌متر مکعب است که این مقدار حدود400 هزار برابر بیش‌تر از حافظه‌ی هارد رایانه‌های رومیزی امروزی(GB250) است که به ‌اندازه‌ی یک حبه قند است. این محققان اضافه کردند که با استفاده از این فناوری در مدارهای منطقی، انقلابی در صنعت الکترونیک ایجاد خواهد شد.