MAFIN-i projektis osalenud teadlased saavutasid tillukeste nanosfääride abil andmete salvestamistiheduseks rekordilised 1000 GB ruuttolli kohta.
Esimestest arvutitest saadik on võimalused andmete talletamiseks kasvanud lausa eksponentsiaalselt – tänaseks on tavatarbijatele kätte saadavad 1 TB (terabaidise) mäluga arvutid. Ja Western Digital teatas eelmise aasta novembris, et on loonud 2TB mahuga kõvaketta. Võib tunduda, et arengul piire ei olegi. Kuid arvutitööstuse insenerid teavad, et need on olemas ja lähenevad kohutava kiirusega.
Nanofääridest koosnev informatsiooni salvestamis seade.
Tänapäeva kõvakettad salvestavad informatsiooni ferromagneetilisele kihile, mis on umbes seitsme nanomeetrise läbimõõduga. Iga ‘bait’ on talletatud magnetiseeritud rakku, mis koosneb tavaliselt 60-80 terakesest. Kui magnetväli on suunatud ühte suunda salvestatakse ‘1’ ning vastupidisel olukorral ‘0.’
Loomulikult oleks üks võimalus teha rakud lihtsalt väiksemaks, kuid kerkivad uued probleemid. Mida vähem terakesi rakus on, seda väiksem on saadetava informatsiooni signaali ja taustamüra vahe. Tõenäosus, et talletatud informatsiooni valesti loetakse, kasvab.
Samuti võiks andmekandjana kasutada väiksemaid terakesi, ent tekivad soojuskindlusega seotud probleemid. “Kui soojuskindlus ei ole piisavalt suur, võib raku magnetiline orienteeritus aja jooksul oma suunda muuta ning informatsioon läheb kaotsi,” ütles Manfred Albrecht Chemnitzi Tehnoloogia Ülikoolist.
Seega tuleb kasutada hoopis uut lähenemist ja võtta kasutusele nanotehnoloogia tööriistad, et ehitada kindla mustriga meedium. Tavaliste korrapäratute terakeste asemel kasutada kindla eesmärgiga valmistatud magnetilisi rakke. Tekib küsimus, kuidas nanostruktuure suures koguses ja odavalt valmistada.
Albrecht hakkas koostööd tegema Euroopa Liidu poolt finantseeritava MAFIN projektiga, mille eesmärgiks on ehitada kindla kujuga reas olevaid rakukesi väikestest magnetiseeritud nanosfääridest. Sfäärid on tehtud ränist ning on erinevates suurustes vabalt kättesaadavad. Pärast mõningast testimist otsustas MAFIN-i töörühm kasutada 25 nanomeetrise diameetriga kerasid, mis on tavalistest teradest suuremad, ent ikkagi väiksemad kui tavalised rakud.
Nanosfääride võlu seisneb selles, et need on iseorganiseeruvad – tuleb sfäärid alkoholipõhise lahusega segada ning seejärel alusmaterjalile kanda. Kui alkohol ära aurab, jäävad alles korrapäraselt asetsevad ränikerad. Seejärel asetas töörühm osakeste peale õhukese magnetilise kile, mis käitub magnetilise ‘mütsiga.’ “Kui seda õigesti teha, siis käitub magnetiline müts, kui üksik magnet põhja -ja lõunapoolusega ning rida saab kasutada andmete talletusseadmena,” selgitas Albrecht. Sõltuvalt sellest, kas magnetväli on suunatud üles või alla, salvestatakse traditsioonilised ‘1’ või ‘0.’
Magnetkile koosneb raua-plaattina sulamist, mis on magnetilise andmete talletusega tegeleva tööstusele varemgi huvipakkunud. Kile kantakse nanosfääridele magnetron-pihustamisega. Kuna räni ise ei ole magnetiline, on iga rakk naabritest isoleeritud ning magnetväli on stabiilne.
Nanokerade iseorganiseerumist juhitakse eelnevalt röntgenkiirte litograafia abil tehtud aukudega, kus iga sfäär saab oma koha leida. Meetod ei ole ka väga kallis ning seetõttu usub Albrecht, et sellel on suur tulevik
Kui sfääride vahe on 25 nanomeetrit, mahub ruuttollile (6,25 ruutsentimeetrit, toim.) umbes 1000 gigabaiti jagu andmeid. Kasutades sama lähenemist väiksemate sfääridega, võivad insenerid saavutada isegi kuus korda kõrgema tulemuse.
Siiski peavad MAFIN-i teadlased parandama andmete salvestamis -ja lugemistehnikaid, kuna rauast ja plaattinast koosnevat kilet on raskem magnetiseerida kui tavalist meediumit. Töörühm kasutas selleks tavalise salvestuspea asemel peenikese magnetiseeritud otsaga sondi.
MAFIN-i projekt lõppes 2009. mais, kuid selle tööd jätkab teine EL projekt TERAMAGSTOR. Mil MAFIN-i ülesanne oli pigem kontseptsiooni tõestada, hakkab uus projekt looma esimest kõvaketast, mille salvestamistihedus ületab 1 TB ruuttolli kohta.
Loe lisaks·:
ICT Results·: “Nanospheres stretch limits of hard disk storage.”
MAFIN-i projekti koduleht