В Дальневосточном федеральном университете (ДВФУ) разработали уникальный метод хранения информации на носителях наноразмера. Физики из Института наукоемких технологий и передовых материалов создали так называемые «наномедузы» из никеля — структуры, которые могут стать основой для компактных хранилищ данных.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Small, который входит в пятерку самых авторитетных мировых изданий в области наноинжиниринга. Эта работа попала в топ-100 статей российских ученых за 2024 год по версии интернет-ресурса colab.ws. Важно, что весь процесс создания и изучения наномедуз был выполнен в Лаборатории пленочных технологий ДВФУ без участия зарубежных коллег.
Для изготовления наномедуз специалисты разработали многоступенчатый метод. Основой стали двухслойные пористые шаблоны из оксида алюминия, созданные методом анодирования — электрохимического процесса, формирующего оксидную пленку на металле. В отличие от однослойных матриц, которые обычно применяются для создания нанопроволок или нанотрубок, двухслойные шаблоны позволяют комбинировать поры разного диаметра в одной пластине. Это открывает новые возможности, включая выращивание наномедуз — нанопроволок с «головой» и 3-7 «ножками» меньшего диаметра.
Процесс создания наномедуз включает метод электроосаждения, который позволяет восстанавливать металлы под действием электрического тока внутри пор шаблона, формируя заданную структуру. Такой подход обеспечивает производство миллиардов нанопроволок нужной формы всего за несколько минут.
Никель был выбран для экспериментов не случайно. Этот материал обладает магнитными свойствами, которые зависят от формы наноструктур. В наномедузах ученые обнаружили редкие явления, такие как несимметричное распределение полей рассеивания и появление магнитных «штопоров». Эти особенности позволили рассматривать наномедузы как перспективные носители информации.
Идея использования наномедуз основывается на принципе записи дорожек, который применялся в аудио- и видеокассетах. В таких устройствах области магнитной ленты намагничивались в разные стороны, а при прокручивании информация считывалась магнитным сенсором. Однако в наномедузах механическое движение не требуется: магнитные домены можно перемещать электрическим током с огромной скоростью — более 1 км/с.
Кроме того, наномедузы позволяют значительно увеличить плотность записи данных. Каждая структура занимает около 300 нанометров на чипе и может вместить тысячи бит информации. Их уникальная форма помогает снизить энергозатраты и упростить процесс записи, делая технологию ещё более перспективной.
