Κινέζοι ερευνητές πέτυχαν μια ιστορική ανακάλυψη στον τομέα των φερροηλεκτρικών υλικών, η οποία υπόσχεται να εκτοξεύσει την πυκνότητα αποθήκευσης πληροφοριών σε πρωτόγνωρα επίπεδα.
Η ερευνητική ομάδα από το Ινστιτούτο Φυσικής της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών κατάφερε να ταυτοποιήσει μονοδιάστατα φορτισμένα «τοιχώματα περιοχών» (charged domain walls) μέσα σε ένα φερροηλεκτρικό υλικό με δομή φθορίτη.
Τα τοιχώματα αυτά είναι απίστευτα μικρά: τόσο το πάχος όσο και το πλάτος τους μετρώνται σε μόλις μερικά εκατοντακισχιλιοστά της διαμέτρου μιας ανθρώπινης τρίχας.
Θεμέλιο για τις συσκευές του μέλλοντος
Η ανακάλυψη αυτή, η οποία δημοσιεύθηκε την Παρασκευή 23/1 στο έγκριτο επιστημονικό περιοδικό Science, παρέχει την απαραίτητη επιστημονική βάση για την ανάπτυξη της επόμενης γενιάς συσκευών αποθήκευσης υπερ-υψηλής πυκνότητας. Η δυνατότητα ελέγχου αυτών των μονοδιάστατων δομών επιτρέπει τη δημιουργία μνημών που θα καταλαμβάνουν ελάχιστο χώρο ενώ θα αποθηκεύουν τεράστιους όγκους δεδομένων, φέρνοντας την επιστήμη των υλικών ένα βήμα πιο κοντά στην απόλυτη σμίκρυνση των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων.
Περί τίνος πρόκειται…
Τα φερροηλεκτρικά υλικά είναι μια ειδική κατηγορία υλικών που έχουν μια μοναδική ιδιότητα: διαθέτουν έναν αυτόματο ηλεκτρικό προσανατολισμό (ηλεκτρική πόλωση), ο οποίος μπορεί να αντιστραφεί πλήρως με την εφαρμογή ενός εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου.
Σε έναν απλοϊκό συσχετισμό θα μπορούσαμε να πούμε πως είναι το ηλεκτρικό ανάλογο των μόνιμων μαγνητών.
Όπως ένας μαγνήτης έχει έναν βόρειο και έναν νότιο πόλο που μένουν σταθεροί, έτσι και τα φερροηλεκτρικά υλικά έχουν μια εσωτερική ηλεκτρική κατεύθυνση που «θυμούνται» ακόμα και όταν σταματήσουμε να τους παρέχουμε ενέργεια.
Γιατί είναι τόσο σημαντικά για την τεχνολογία;
Γιατί λειτουργούν ως
1. μνήμες που δεν ξεχνούν (Non-volatile Memory)
Επειδή το υλικό διατηρεί την ηλεκτρική του κατάσταση χωρίς ρεύμα, είναι ιδανικό για τη δημιουργία μνημών υπολογιστών που δεν χάνουν τα δεδομένα τους όταν κλείνουμε τη συσκευή, αλλά ταυτόχρονα λειτουργούν πολύ πιο γρήγορα από τους σημερινούς σκληρούς δίσκους ή τα USB.
2. αισθητήρες και μικρόφωνα
Τα υλικά αυτά είναι συνήθως και «πιεζοηλεκτρικά».
Αυτό σημαίνει ότι αν τους ασκηθεί πίεση, παράγουν ηλεκτρισμό, και αν φορτιστούν ηλεκτρικά, αλλάζουν σχήμα.
Χρησιμοποιούνται παντού, από τους υπερήχους στα νοσοκομεία μέχρι τα μικρόφωνα των κινητών τηλεφώνων.
Το πρόβλημα μέχρι σήμερα ήταν ότι αυτά τα υλικά, όταν τα μικραίναμε πολύ για να φτιάξουμε μικροσκοπικά τσιπ, έχαναν τις ιδιότητές τους.
Οι Κινέζοι ερευνητές βρήκαν έναν τρόπο να εντοπίσουν αυτά τα «τοιχώματα» σε ατομικό επίπεδο (στη δομή του φθορίτη), αποδεικνύοντας ότι μπορούμε να αποθηκεύσουμε πληροφορία σε απίστευτα μικρή κλίμακα, χωρίς το υλικό να «αστοχεί».
Με απλά λόγια, είναι τα υλικά που θα επιτρέψουν στο μέλλον να έχουμε έναν υπερυπολογιστή με τεράστια μνήμη που θα χωράει στην άκρη του δαχτύλου μας και θα καταναλώνει ελάχιστη ενέργεια.
