Миниатюризация записывающих устройств шагнула далеко вперед. Достаточно сказать лишь, что с помощью ряда модификаций просвечивающей электронной микроскопии можно записывать информацию с плотностью до 100 Тбит/дюйм2. Но вот беда: храниться записанная информация при комнатной температуре будет не более 10 пс, тогда как письмена в Карнакском храме в Луксоре все также хорошо читаются на протяжении 3800 лет. Правда, записаны они с плотностью всего 2 бит/дюйм2…
Что же выбрать - высокую плотность информации или длительность ее хранения? Ученые в данном вопросе против полумер. Терабит на квадратный дюйм? Пожалуйста. Время жизни? Миллиард лет. Простота работы? Двухконтактный метод измерения сопротивления и невысокое напряжение. Интегрирование в существующие устройства? Легко. Как? Смотрите сами.
Элемент записывающего устройства представляет собой нанотрубку, внутри которой под действием тока механически движется железный "шаттл" ("колобок"). Метод позволяет записывать и считывать информацию, не влияя на состояние устройства, то есть, не изменяя данных. Опытный образец такой нанотрубки с инкапсулированными наночастицами железа был получен пиролизом ферроцена при 1000°С с последующим ультразвуковым диспергированием в изопропаноле и осаждением на подложку. На концы нанесли металлические контакты и поместили устройство внутрь туннельного микроскопа для контроля его работы с высоким разрешением в реальном времени. На Рис. 1 видна схема устройства и его работы. При приложении электрического тока шаттл перемещается от одного конца трубки к другому. Направление движение зависит от полярности тока, а скорость – от его величины. При отключении тока шаттл моментально останавливается. При этом скорость движения достигала 1.4 мкм/с при 1.75 В, а на отдельных образцах превосходила 2.5 см/с – максимальную скорость, которую можно зарегистрировать с помощью ПЭМ.
Теперь, если принять левое положение за 0, а правое – за 1, устанавливать положение шаттла при приложении напряжения, а считывать текущее положение с помощью ПЭМ, можно получить хранилище информации. На Рис. 2 показано, как именно с помощью ПЭМ считывать записанную информацию. Однако, несмотря на свою наглядность, этот метод очень непрактичен. Хотелось бы иметь метод считывания, основанный на двухконтактном измерении сопротивления. И действительно, оказалось, что продольное сопротивление нанотрубки сильно зависит от положения шаттла! На том же Рис. 2, b, показано, как соотносятся данные ПЭМ и измерения сопротивления. Хотя второй способ дает довольно шумный сигнал, интерпретировать его можно однозначно.
Важно отметить, что считывание информации ее не изменяет и, таким образом, не является разрушительным для системы. Плотность информации, записанной таким образом, достигает 1 Тбит/дюйм2, что превышает достигнутое в настоящее время значение для коммерческих носителей информации (200 Гбит/дюйм2). Оценка времени жизни проводилась, исходя из смещения шаттла при комнатной температуре и нулевом напряжении, приводящего к потере информации (в данном случае 200 нм), и составила более 3.3´1017 сек.
)
