Физики из Института наукоемких технологий и передовых материалов (ИТПМ) Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) разработали метод получения из никеля "наномедуз" – структур, которые можно использовать для создания компактных хранилищ данных. Информация на магнитные накопители записывается дорожками – по аналогии с устаревшими технологиями записи аудио- и видеокассет, - сообщает "Вести: Приморье" со ссылкой на пресс-службу ДВФУ.
Результаты работы опубликованы в высокорейтинговом журнале Small, входящем в пятерку самых рейтинговых мировых периодических изданий в области наноинжиниринга. Работа попала в топ 100 статей российских исследователей в 2024 года по версии интернет ресурса colab.ws (https://colab.ws/news/868). В отличие от большинства представленных там работ, наномедузы были получены и исследованы в пределах одной Лаборатории пленочных технологий ДВФУ, без участия зарубежных ученых.
Специалисты разработали многоступенчатый метод изготовления магнитных "наномедуз" - наноструктур необычной формы, в основе которых лежит создание двухслойных пористых шаблонов из оксида алюминия, получаемых методом анодирования – электрохимического процесса создания оксидной пленки на поверхности металла. Однослойные матрицы оксида алюминия со сквозными порами обычно используются как микрофильтры или шаблоны для задания формы выращиваемых внутри них нанообъектов - нанопроволоки, нанотрубок и нанопружин.
Двухслойные же шаблоны, предложенные сотрудниками ДВФУ, позволяют комбинировать в одной пластине поры различного диаметра, что открывает новые пути для их использования. В частности, двухслойные пористые оксидные матрицы можно использовать для выращивания наномедуз – нанопроволок, состоящих из "головы, из которой растут 3-7 "ножек" меньшего диаметра. Для их получения физики использовали метод электроосаждения, позволяющий восстанавливать металлы под действием электрического тока внутри пор двухслойного шаблона, придающего им нужную форму. Такая самосборка позволяет получать миллиарды нанопроволок нужной формы за считанные минуты.
В качестве материала для получения наномедуз исследователи использовали никель. Этот выбор был сделан не просто так – никель является магнитным материалом, а его магнитные свойства в большой степени зависят от формы нанообъекта, что привело к необычным эффектам. В наномедузах наблюдался целый ряд редких и ранее неисследованных феноменов, таких как несимметричное распределение полей рассеивания и образование магнитных "штопоров". На основе полученной информации ученые предложили использование никелевых наномедуз в качестве носителей информации.
В основу использования лег известный концепт записи дорожек, который успешно использовался для записи информации на аудио- и видеокассеты. В этих, уже ставших архаичными, устройствах, различные области магнитной ленты намагничивались в разные стороны записывающей головкой. При механическом прокручивании ленты магнитным сенсором считывалось направление намагниченности в доменах и интерпретировалось видеопроигрывателем как ноль или единица, что позволяло представлять последовательность этих областей в форме видео и аудиосигнала.
Теперь магнитные наноструктуры используются в качестве очень маленьких дорожек, на которые записывается информация. При использовании наномедуз никакого механического движения нанообъекта не подразумевается – как показали исследования магнитные домены можно двигать электрическим током, притом с гораздо большей скоростью чем максимально возможная скорость движения магнитной ленты в кассетах – от 1 км в секунду и более. Использование наномедуз также может позволить значительно увеличить плотность записи информации, так как каждая наномедуза занимает порядка 300 нанометров на чипе, а внутри нее потенциально возможно вместить несколько тысяч бит. Медузоподобная форма же, в свою очередь, может серьезно уменьшить энергетические затраты при записи и упростить сам процесс.
Источник: "Вести:Приморье" [ www.vestiprim.ru ] Источник фото: Пресс-служба ДВФУ
