Terabyte in theorie op één vierkante centimeter

Nederlandse onderzoekster komt stap dichterbij

28 maart 2007 | Janneke Scheepers Met nieuwe technieken is het mogelijk om per vierkante centimeter tot één terabyte aan gegevens op te slaan. Nanotechnologie is de sleutel.

In haar proefschrift beschrijft Monique Roerdink, onderzoekster bij de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO), hoe dit in theorie zou kunnen werken. Zij ontwikkelde een soort plastic dat kan worden gebruikt om patronen te vormen op chips, middels nanotechnologie. Zo is veel efficiëntere dataopslag mogelijk.

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

Nanotechnologen denken andersom. Zij brengen moleculen óp het schijfje aan. Die ordenen zich vervolgens spontaan op basis van hun chemische eigenschappen; dit wordt zelfassemblage genoemd. Hierdoor is het beperkende gebruik van licht niet nodig. De uitdaging voor onderzoekers is het onder controle krijgen van deze ordening. Dat is Roerdink in grotere mate gelukt dan tot dusver het geval was.

Bolletjes worden bits In plaats van silicium gebruikte Roerdink 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 à 15 nanometer en gaat het andere blok daaromheen zitten in bijvoorbeeld een honingraatstructuur (zie foto).

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

Het controleren van de locatie van de moleculen en dus van de bolletjes schept mogelijkheden voor dataopslag, is het idee. 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.

Niet toepasbaar
Het is absoluut niet zo dat deze methode in de praktijk al toepasbaar is, benadrukt Roerdink. Ze heeft enkel op fundamenteel niveau onderzoek gedaan, met het doel om inzicht te krijgen in de onderliggende processen. Er moet nog heel veel gebeuren voordat er werkelijk op deze manier chips kunnen worden geproduceerd: "Dit is maar een klein deel van de schakel."

Zo is nog onderzoek nodig naar de magnetische eigenschappen van materialen, vertelt ze. Ook moet worden bekeken of deze methode beter kan en eventueel op andere materialen toepasbaar is. Wereldwijd zijn groepen bezig met het doorontwikkelen van de techniek, weet Roerdink. Bedrijven als Philips en chipmachinefabrikant ASML zijn op de hoogte en houden de ontwikkelingen ongetwijfeld scherp in de gaten. Lees meer artikels over : chips, onderzoek

bron: ZDNet