Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek

Terabyte op een vierkante centimeter

27 maart 2007

Nieuwe technieken maken het mogelijk om tot een terabyte (duizend gigabyte) aan gegevens per vierkante centimeter op chips op te slaan. Dat voorspelt NWO-onderzoekster Monique Roerdink in haar proefschrift. Zij ontwikkelde en onderzocht een polymeer (plastic) dat gebruikt kan worden om patronen te vormen op chips. Dit maakt zeer efficiënte dataopslag mogelijk. Roerdink promoveert op 5 april aan de Universiteit Twente.

Er is een steeds grotere behoefte aan efficiënte dataopslag op chips. De huidige fabricagetechnieken kennen echter hun beperkingen. Door gebruik te maken van nanotechnologie kunnen technologen die beperkingen ontwijken. Materiaaltechnologe Roerdink bracht de technologie op een hoger plan.

Normaal gesproken etsen fabrikanten een patroon in het siliciumschijfje dat als halfgeleider dient. Hiervoor leggen ze een soort lichtgevoelig masker op het schijfje die alles bedekt behalve het te etsen patroon. De grootste beperking van deze methode is de golflengte van het benodigde licht waardoor men niet kleiner kan gaan dan zo'n honderd nanometer met de standaard technieken.

Nanotechnologen denken andersom. Zij brengen moleculen bovenop het schijfje aan. Die ordenen zich spontaan op basis van hun chemische eigenschappen. Dat noemen we zelfassemblage. De uitdaging voor onderzoekers ligt in het onder controle krijgen van deze ordening.

Honingraat

Onderzoekster Roerdink gebruikte organisch-organometaal blok copolymeren. Dit zijn plastics die ijzer en silicium bevatten. De polymeren bestaan uit twee chemisch verschillende blokken, die niet willen mengen. Hierdoor vormt het ene blok bolletjes met een doorsnee van 10-15 nanometer en gaat het andere blok daar omheen zitten in bijvoorbeeld een honingraatstructuur (zie afbeelding).

Deze honingraatstructuur bleek enkele micrometers groot. Door op het onderliggende materiaal zeshoekige groeven te maken met dezelfde honingraatstructuur, kreeg onderzoekster Roerdink controle over de positie van de moleculen op een oppervlak van ruim een micrometer. Dat is voor nanotechnologen erg groot.

Bit

Het controleren van de locatie van de moleculen en dus van de bolletjes schept mogelijkheden voor data-opslag. Ieder bolletje kan gaan fungeren als een bit. Deze bolletjes kunnen door magnetische straling een positieve of negatieve lading krijgen. Die ladingen staan dan voor de digitale enen en nullen. Er past zo in theorie duizend gigabyte op een vierkante centimeter. Wereldwijd werken groepen aan het doorontwikkelen van deze techniek.

Een dunne laag blokpolymeren ordent zich spontaan in een honingraatstructuur in een zeshoekige groef.

Een dunne laag blokpolymeren ordent zich spontaan in een honingraatstructuur in een zeshoekige groef.

Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

Promotie: 5 april 2007, Universiteit Twente, Materiaalkunde en technologie van polymeren

..............................

Meer informatie bij:

* M. Roerdink MSc. 0652331619, m.roerdink@tnw.utwente.nl
* Promotor: Prof.Dr. G.J. Vancso (053) 489 29 74, copromotor Dr. M.A. Hempenius