(Phys.org) -- Een team onder leiding van de natuurkundige Alexei Gruverman van de Universiteit van Nebraska-Lincoln, in samenwerking met onderzoekers in Spanje en de Universiteit van Wisconsin, heeft een aanzienlijk efficiëntere methode voor gegevensopslag ontdekt die veelbelovend is voor de toekomst van technologie .

Gruvermans onderzoek naar elektronische materialen wordt gedaan op nanoschaal, waar objecten onverwachte chemische en fysische eigenschappen vertonen. Centraal in zijn onderzoek staat de scanning probe microscopie techniek die gebaseerd is op het uitoefenen van zeer gelokaliseerde mechanische, elektrische of magnetische invloed op een object door een kleine fysieke sonde te gebruiken en de reactie van het object te meten. De techniek werkt net als iemands tastzin, aldus Gruverman.

"Als u zich in een donkere kamer bevindt en wilt weten of het oppervlak van dit bureau glad of ruw is, hard of zacht, wat doe je?" zei hij, wijzend naar zijn bureaublad. "Je raakt het aan met je vinger, druk een beetje en scan met je vinger en voel de reactie."

evenzo, de punt van de sonde - waarvan de straal ongeveer 10 nanometer meet - kan een oppervlak scannen en onderzoekers feedback geven. De sonde kan ook worden gebruikt om de lokale eigenschappen van ferro-elektrische materialen elektrisch te veranderen, die belangrijke elektronische materialen zijn die in geheugenapparaten worden gebruikt. De verandering die optreedt is vergelijkbaar met wat er gebeurt wanneer magnetische materialen opnieuw worden gemagnetiseerd door een magnetisch veld. Door een elektrisch potentiaal op de sonde aan te leggen, een stukje elektrische informatie op nanoschaal kan worden opgeslagen in het ferro-elektrische materiaal. Dit principe staat centraal bij gegevensopslag, zoals bij harde schijven.

Daten, onderzoekers hebben vertrouwd op de elektrische spanning om informatie op te slaan. Echter, Het team van Gruverman ontdekte dat hetzelfde stuk eenvoudig kon worden geschreven door harder tegen het oppervlak van het ferro-elektrische materiaal te drukken. In zekere zin en in dit geval de naald van de sonde werkt net als een nanoscopische typemachine in zijn vermogen om gegevens in een zeer specifiek gebied op een ferro-elektrische film te schrijven en gegevens achter te laten zonder het oppervlak te beschadigen. Die bevinding maakt het onderzoeksteam de eerste die aantoont dat mechanische kracht kan worden gebruikt om de polarisatie van een gebied te veranderen.

"Het is een volledig spanningsvrij schakelen van polarisatie, wat de resultaten van dit onderzoek uniek maakt, ' zei Gruverman.

De bevinding is baanbrekend omdat het een nieuwe manier opent om gegevens aanzienlijk dichter op te slaan dan voorheen beschikbaar was.

Hoewel Gruverman aarzelt om te zeggen dat een dergelijke bevinding de weg zou kunnen effenen voor een nieuwe generatie apparaten voor gegevensopslag, zoals computers en mobiele telefoons, waarvan de productie uiteindelijk overgeleverd is aan vele andere factoren, het legt wel de wetenschappelijke basis die het mogelijk maakt, hij zei.

De bevindingen van het team werden op 5 april gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap en omvat Gruvermans afgestudeerde student, Haidong Lu, als hoofdauteur. Andere medewerkers waren een groep Spaanse onderzoekers onder leiding van Gustau Catalan en het team onder leiding van Chang-Beom Eom van de Universiteit van Wisconsin.

Op het moment van hun ontdekking, Gruverman en andere UNL-onderzoekers waren betrokken bij een afzonderlijk onderzoek dat gedeeltelijk werd ondersteund door het Amerikaanse ministerie van Energie, Bureau voor basisenergiewetenschappen, Afdeling Materiaalwetenschappen en Engineering. Aanverwant onderzoek ontvangt ook financiering van UNL's Materials Research Science and Engineering Center, dat deel uitmaakt van een landelijk netwerk dat wordt gefinancierd door de National Science Foundation en dat is ontworpen om interdisciplinair en multidisciplinair materiaalonderzoek en -onderwijs van de hoogste kwaliteit te ondersteunen en tegelijkertijd fundamentele problemen op het gebied van wetenschap en techniek aan te pakken die belangrijk zijn voor de samenleving.

Gruverman zei dat zijn team hoopt voort te bouwen op deze ontdekking door andere mogelijke toepassingen te onderzoeken.