Сверхтонкие электронные пленки могут увеличить емкость жестких дисков

Разработка новой комбинации полимеров, связывающих сахар и макромолекулы на масляной основе, делает возможным создание сверхтонких пленок, способных самоорганизовываться с разрешением 5 нм. Это открывает новые горизонты для увеличения емкости жестких дисков и скорости микропроцессоров.

Этот новый класс тонких пленок, базированный на гибридный сополимерах, может лечь в основу многочисленных приложений в гибкой электронике, в таких различных областях, как нанолитография, биосенсорика и гальванические элементы.

Прежде чем могут быть разработаны новые поколения микропроцессоров, необходимо усовершенствовать литографию, технику, используемую для изготовления микроэлектронных схем. Вплоть до недавнего времени тонкие пленки, используемые в электронных схемах, создавались из синтетических полимеров, получаемых исключительно из нефти. Однако у этих тонких пленок были свои ограничения: их минимальное структурное разрешение составляло около 20 нм и не могло быть уменьшено с помощью комбинации полимеров, получаемых из нефти. Это ограничение было одним из основных препятствий для разработки нового поколения гибких электронных устройств с высоким структурным разрешением. Его причина – смешиваемость двух блоков полимеров, полученных из нефти.

Учитывая это, команда, возглавляемая Redouane Borsali, главным исследователем из Centre de Recherches sur les Macromolécules Végétales (CERMAV), начала работать с гибридным материалом – комбинацией полимеров, полученных из сахара и нефти (кремнийсодержащий полистирол), с разными физико-химическими характеристиками. Этот сополимер, образованный из несовместимых элементарных строительных блоков, подобен капельке масла, прикрепленной к маленькой капельке воды. Исследователи показали, этот тип структуры способен самоорганизовываться в сахарные цилиндры внутри решетки полимера из нефти, при этом каждая структура имеет размер 5 нм, что намного меньше «старых» сополимеров, полученных исключительно из нефти. Вдобавок, этот новый материал получается из широко распространенного возобновляемого и биологически разлагаемого ресурса – сахара.

Новые пленки открывают путь к многочисленным приложениям в области гибкой электроники: миниатюризации литографии, шестикратному увеличению емкости устройств хранения (USB-диски больше не ограничиваются емкостью 1 Тб, а могут размещать 6 Тб), увеличению производительности гальванических элементов, биосенсоров и т. п.

               
 
Изображение гликополимера, организованного в цилиндры сахара в кремнийсодержащей полистироловой матрице, полученное с помощью атомно-силового микроскопа

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365