Физики из Университета Лафборо использовали передовые нанотехнологии, чтобы создать, как они считают, «самую маленькую в мире скрипку». Её размеры настолько малы, что она умещается в ширину человеческого волоса.
Характеристики миниатюрной скрипки
Скрипка изготовлена из платины и имеет длину всего 35 микрон и ширину 13 микрон. Микрон — это одна миллионная часть метра. Для сравнения: диаметр человеческого волоса обычно составляет от 17 до 180 микрон, а микроскопические существа, известные как тихоходки, имеют размер от 50 до 1200 микрон.
Цель создания скрипки
Миниатюрная скрипка была создана в качестве тестового проекта, чтобы продемонстрировать возможности новой системы нанолитографии университета. Эта система позволяет исследователям создавать и изучать структуры на наноуровне. Она будет поддерживать различные исследовательские проекты, направленные на поиск новых материалов и методов для разработки следующего поколения вычислительных устройств.
Профессор Келли Моррисон о проекте
«Хотя создание самой маленькой в мире скрипки может показаться забавным и игровым, многое из того, что мы узнали в процессе, фактически заложило основу для исследований, которые мы сейчас проводим», — сказала профессор Келли Моррисон, заведующая кафедрой физики и эксперт в области экспериментальной физики.
Применение нанолитографии
Система нанолитографии позволяет учёным разрабатывать эксперименты, которые исследуют материалы различными способами — с помощью света, магнетизма или электричества — и наблюдать за их реакциями. Понимание поведения материалов открывает возможности для разработки новых технологий, будь то повышение эффективности вычислений или поиск новых способов получения энергии.
Создание скрипки как отсылка к популярной культуре
Команда создала наноразмерную скрипку в качестве игривой отсылки к известной фразе из популярной культуры: «Слышишь, как играет самая маленькая в мире скрипка, только для тебя?» Эта фраза обычно используется для насмешки над преувеличенными жалобами или чрезмерно драматичными реакциями.
Технология NanoFrazor
В основе нанотехнологической системы Университета Лафборо лежит NanoFrazor — передовой наноскульптурный станок от Heidelberg Instruments. Он использует термосканирующую зондовую литографию — технику, при которой нагретый, похожий на иглу наконечник «записывает» высокоточные узоры на наноуровне.
Процесс создания скрипки
Профессор Моррисон и её коллеги начали с покрытия небольшой микросхемы двумя слоями гелеобразного материала, называемого резистом. Затем микросхема была помещена под NanoFrazor, который с помощью нагретого наконечника прожёг узор скрипки на поверхностном слое. После травления резиста был растворён обнажённый нижний слой, оставив полость в форме скрипки. Затем на микросхему был нанесён тонкий слой платины, а финальная промывка в ацетоне удалила оставшийся материал, обнажив готовую скрипку.
Будущие исследования
Два исследовательских проекта Университета Лафборо уже ведутся с использованием системы нанолитографии. Один изучает альтернативы магнитному хранению данных, а другой исследует, как тепло можно использовать для более быстрого и энергоэффективного хранения и обработки данных.
Доктор Наэми Лео и квантовые материалы
Доктор Наэми Лео, сотрудник UKRI Future Leaders, использует систему нанолитографии для изучения того, как точно контролируемое тепло может способствовать разработке вычислительных устройств следующего поколения. Она исследует, как создавать и контролировать температурные градиенты для создания эффективных и быстрых устройств.
Доктор Фасиль Дежен и квантовые материалы
Доктор Фасиль Дежен будет использовать систему нанолитографии в новом исследовательском проекте, изучающем, как квантовые материалы могут предложить более эффективную альтернативу современным технологиям хранения магнитных данных и вычислительным технологиям.
Традиционное магнитное хранение данных
Примером традиционного магнитного хранения данных является традиционный магнитный жёсткий диск, который хранит данные с помощью магнитных битов — крошечных областей на вращающемся диске. Магнитная головка чтения парит над поверхностью, читая данные, хранящиеся путём обнаружения изменений магнитного потока между соседними магнитными битами. Чувствительность головки чтения определяет, сколько данных можно хранить в заданном пространстве.
Исследование доктора Дежена
Исследование доктора Дежена будет изучать, могут ли новые квантовые материалы обеспечить создание меньших, более быстрых и надёжных устройств магнитной памяти, которые будут иметь применение не только в технологиях хранения данных, но и в новых технологиях вычислений, вдохновлённых мозгом.
Предоставлено
[Университет Лафборо](https://phys.org/partners/loughborough-university/)