Миллиард на NanoTech

Власти США готовы в ближайшие два года инвестировать около 1 миллиарда долларов в исследования в области нанотехнологий: 446 миллионов в 2003 году и 547 миллионов в 2004 году. Сюда не входит бюджет на исследования по линии Министерства обороны. Именно такой законопроект подан на обсуждение Подкомитета по науке, технологиям и космическим исследованиям Сената США. Интересно, что в качестве одного из мотивов рассмотрения законопроекта были мнения, что США грозит реальная опасность отстать от европейских и азиатских стран в этой стратегически важной области.

Получатели денег - крупнейшие исследовательские центры страны, такие, как Национальный институт стандартов и технологий (NIST), NASA, Национальное научное общество и некоторые другие. Предполагается, что на слушаниях выступят представители компании Hewlett-Packard и исследовательской группы NanoBusiness Alliance (www.nanobusiness.org). На сайте Альянса имеются линки на серию докладов и обзоров по перспективным направлениям исследований в области нанотехнологий.

Просто атомная память

Примерно тогда, когда Hewlett-Packard потрясла компьютерный мир сообщением о создании молекулярной памяти, появилось не менее интригующее сообщение. Ученые университета Висконсин-Мэдисон создали память атомного уровня, в которой атомы кремния используются для кодирования нулей и единичек для записи информации (Nanotech-nology, Vol. 13, No. 4, P. 499-502, август 2002). Новое устройство обеспечивает плотность записи, в миллион раз превышающую плотность записи на CD-ROM. В принципе, достижимая плотность эквивалентна 250 терабитам данных на квадратный дюйм, хотя на демонстрации были записаны всего несколько десятков битов. Новые устройства памяти напоминают, скорее, жесткие диски - в частности, они могут форматироваться.

Действующий прототип создан на поверхности кремния, где были сформированы бороздки, в которых упорядочивались ряды атомов кремния. Единичные атомы изымались из бороздок с помощью сканирующего микроскопа и ими кодировались нули, тогда как оставшиеся атомы кодировали единицы. При этом обнаружилась такая особенность атомной памяти: чем выше плотность записи, тем медленнее происходило считывание данных, поскольку сигнал становился слабее. Как сказал руководитель проекта профессор Франц Химпсел (Franz Himpsel), "придется пожертвовать скоростью, чтобы достичь более высокой плотности".

До практического массового применения атомной памяти, возможно, еще пройдет не одно десятилетие, но ученые считают движение в этом направлении весьма перспективным. Определенным препятствием для внедрения технологии является то, что манипулирование единичными атомами требует глубокого вакуума и что для записи данных необходим сканирующий туннельный микроскоп. Однако Химпсел считает эти трудности в принципе преодолимыми.

Первый нанолазер

Группе Янга Пейдонга (Yang Peidong) из Калифорнийского университета в Беркли и Национальной лаборатории Лоуренс-Беркли впервые удалось наблюдать индуцированное излучение от нанообъекта. Ультрафиолетовый лазер был создан на основе нитрид-галлиевого (GaN) нановолокна толщиной всего около 100 нм. GaN - полупроводник с очень широкой запрещенной зоной, используемый для производства УФ-светодиодов и лазерных диодов. Полупроводниковые нановолокна обычно излучают очень слабо. Но теперь американским физикам удалось зарегистрировать излучение и от нановолокон, и от пленок GaN.

В качестве оптической накачки использовался импульсный параметрический усилитель, работающий в диапазоне 290-400 нм. В результате в нановолокне образовывалась плазма электронов и дырок, которые рекомбинировали в запрещенной зоне, испуская УФ-фотоны с длиной волны от 360 до 400 нм. При наблюдении в микроскоп были видны светящиеся концы нановолокна, что свидетельствовало о его хороших волноводных свойствах. При увеличении энергии накачки наблюдалось увеличение длины волны излучения.

Открытый эффект ученые предполагают использовать для создания полупроводниковых нановолоконных лазерных диодов, которые могут найти применение в устройствах хранения данных большой емкости.

Сергей САНЬКО,
[email protected]

(Nature Materials, Vol. 1, 15 сентября 2002)