(Phys.org) - Un team guidato dal fisico Alexei Gruverman dell'Università del Nebraska-Lincoln in collaborazione con ricercatori spagnoli e dell'Università del Wisconsin ha scoperto un metodo di archiviazione dei dati significativamente più efficiente che offre grandi promesse per il futuro della tecnologia .

La ricerca di Gruverman sui materiali elettronici è condotta su scala nanometrica, dove gli oggetti mostrano proprietà chimiche e fisiche inaspettate. Al centro della sua ricerca è la tecnica della microscopia a scansione di sonda che si basa sull'esercizio di meccanismi meccanici altamente localizzati, influenza elettrica o magnetica su un oggetto utilizzando una piccola sonda fisica e misurando la risposta dell'oggetto. La tecnica funziona in modo molto simile al senso del tatto di una persona, ha detto Gruverman.

"Se ti trovi in ​​una stanza buia e vuoi scoprire se la superficie di questa scrivania è liscia o ruvida, solido o morbido che fai?" disse, indicando il suo desktop. "Lo tocchi con il dito, premi un po' e scansiona con il dito e senti la risposta."

Allo stesso modo, la punta della sonda, il cui raggio misura circa 10 nanometri, può scansionare una superficie e offrire un feedback ai ricercatori. La sonda può anche essere utilizzata per modificare elettricamente le proprietà locali dei materiali ferroelettrici, che sono importanti materiali elettronici utilizzati nei dispositivi di memoria. Il cambiamento che si verifica è simile a quello che accade quando i materiali magnetici vengono rimagnetizzati da un campo magnetico. Applicando un potenziale elettrico alla sonda, un bit di informazioni elettriche su scala nanometrica può essere memorizzato nel materiale ferroelettrico. Questo principio è fondamentale per l'archiviazione dei dati, come nei dischi rigidi.

Ad oggi, i ricercatori hanno fatto affidamento sulla tensione elettrica per memorizzare le informazioni. Però, Il team di Gruverman ha scoperto che lo stesso pezzo poteva essere scritto semplicemente premendo più forte contro la superficie del materiale ferroelettrico. In un certo senso e in questo caso, l'ago della sonda funziona in modo molto simile a una macchina da scrivere nanoscopica nella sua capacità di scrivere dati in un'area molto specifica su un film ferroelettrico e lasciare i dati dietro senza danneggiare la superficie. Questa scoperta rende il team di ricerca il primo a dimostrare che la forza meccanica può essere utilizzata per modificare la polarizzazione di un'area.

"È una commutazione di polarizzazione completamente priva di tensione, che è ciò che rende unici i risultati di questa ricerca, " ha detto Gruverman.

La scoperta è rivoluzionaria perché apre un nuovo modo per archiviare i dati in modo significativamente più denso di quanto fosse disponibile in precedenza.

Mentre Gruverman esita a dire che una tale scoperta potrebbe aprire la strada a una nuova generazione di dispositivi di archiviazione dati come computer e telefoni cellulari, la cui produzione è in definitiva in balia di molti altri fattori, stabilisce le basi scientifiche che rendono possibile, Egli ha detto.

I risultati del team sono stati pubblicati il ​​5 aprile sulla rivista Scienza e include lo studente laureato di Gruverman, Haidong Lu, come autore principale. Altri collaboratori includevano un gruppo di ricercatori spagnoli guidati da Gustau Catalan e il team guidato da Chang-Beom Eom dell'Università del Wisconsin.

Al momento della loro scoperta, Gruverman e altri ricercatori UNL sono stati impegnati in uno studio separato supportato in parte dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, Ufficio di Scienze Energetiche di Base, Divisione di Scienze e Ingegneria dei Materiali. La ricerca correlata riceve anche finanziamenti dal Centro di scienza e ingegneria per la ricerca sui materiali dell'UNL, che fa parte di una rete nazionale finanziata dalla National Science Foundation, progettata per supportare la ricerca e l'istruzione sui materiali interdisciplinari e multidisciplinari di altissima qualità, affrontando problemi fondamentali della scienza e dell'ingegneria che sono importanti per la società.

Gruverman ha affermato che il suo team spera di basarsi su questa scoperta indagando su altre possibili applicazioni.