"Masiškai gaminamą nanoelektronikos prietaisą išrasti yra kur kas sunkiau, nei galėtų pasirodyti", - sako Peteris Vettigeris ir Gerdas Binnigas iš IBM Mokslinės laboratorijos Ciūriche, kurioje jie vadovauja nanotechnologijų kūrimo darbams. Abu garsūs mokslininkai (G. Binnigas yra 1986 m. Nobelio fizikos premijos laureatas) žurnale "Scientific American" pasakoja vieno tokio prietaiso - naujoviško atminties įrenginio - kūrimo istoriją.

   Kiekvienas inžinierius svajoja sukurti naują prietaisą, kuris pradedamas masiškai gaminti ir užkariauja visą pasaulį. Mudu tikimės - tiesą sakant, lažybose statytume daugiau nei 50 prieš 50, - kad maždaug po trijų metų galėsime turėti retą malonumą matyti, kaip atsiranda mūsų sukurti visiškai naujo tipo prietaisai.

   Šiomis dienomis yra daug kalbama apie nanotechnologiją - technikos sritį, kurioje yra operuojama milijoninės metro dalies dydžio matmenimis - ir daug kas mano, kad tai yra priešakinė technikos vystymosi linija. Panašiai buvo kalbama ir apie mikroelektromechanines sistemas (MEMS) - prietaisus, kurie turi mikroskopiškas judančias dalis - bet, nepaisant visų šių kalbų, rinka išvydo vos keletą nelabai reikšmingų MEMS gaminių. Bet, šešerius metus dirbę prie vieno pirmųjų projektų, skirtų konkretaus, masiniam vartotojui pritaikyto nanomechaninio prietaiso sukūrimo, galime paliudyti, kad tada, kai susiduri su tokiais mažais dariniais, inžinerinės problemos yra tampriai persipynusios su fundamentaliais moksliniais klausimais. Keliaujant nuo pirmojo, idėjos teisingumą patvirtinančio eksperimento, link veikiančio prietaiso prototipo, vis išnyra visiškai netikėtos kliūtys.

   IBM kompanijoje mūsų projektas yra vadinamas "Millipede". Jeigu viskas eis taip, kaip yra suplanuota, apie 2005 m. galėsite nusipirkti pašto ženklo dydžio atminties kortą, kurią galėsite įsidėti į savo skaitmeninę vaizdo kamerą ar nešiojamą MP3 grotuvą. Joje tilps ne kelios dešimtys megabaitų, kaip tipiškoje flash atmintinėje, bet keli gigabaitai, kurių pakaks muzikos įrašų kolekcijai ar keletui meninių filmų. Kortoje saugomus duomenis bus galima trinti ir iš naujo įrašyti. Atmintinė bus greita, dirbdama ji sunaudos mažai energijos. Pavadinkime tatai nanoatmintine.

   Šis pirmasis taikymas atrodytų įdomus, bet vargu ar itin revoliucinis. Galų gale, rinkoje jau galime rasti gigabaito talpos flash atmintines. Svarbiausia čia yra tai, kad "Millipede" saugo skaitmeninius duomenis visiškai kitaip, nei tai yra daroma magnetiniuose kietuosiuose diskuose, optiniuose kompaktiniuose diskuose ar tranzistoriniuose atminties lustuose. Po dešimtmečius trukusio įspūdingos pažangos periodo šios brandžios technologijos pasiekė tolesnio tobulinimo fizikines ribas.

   Skirtingai nuo jų, pirmosios nanomechaninės atmintinės tiktai truputį atskleis savo milžinišką potencialą. Po to seks ištisi jų tobulinimo dešimtmečiai. Į "Milipede" panašiuose prietaisuose, kurie atsiras ateityje, skaitmeniniai bitai mažės ir mažės, kol, pagaliau, juos sudarys pavienės molekulės ar net pavieniai atomai. Nanoatmintinių judančioms dalims mažėjant, jos darysis spartesnės, o energiją naudos kur kas taupiau ir efektyviau. Tikriausiai pirmieji "Millipede" technologija paremti gaminiai bus didelės talpos duomenų atmintinės, skirtos kameroms, mobiliesiems telefonams ir kitiems nešiojamiems prietaisams. Nanoatmintinės bus naudojamos panašiai, kaip šiandien tuose prietaisuose esančios flash atminties kortos, bet jų talpa sieks kelis gigabaitus, o kainuos mažiau. Ta pati technologija gali gerokai paspartinti medžiagų mokslo ir biotechnologijos tyrimus, o dėl to turėtų atsirasti taikymų, apie kuriuos šiandien dar net nenutuokiame.

   Būtent ši ilgalaikė perspektyva prieš keletą metų mus labiausiai ir suviliojo. Pradėję savo tyrimus mes sužinojome, kad kartais iškilusią kliūtį įveikti tegalima tiktai padarius naują atradimą. Laimei, būta ne tik netikėtų kliūčių, bet ir netikėtų malonių siurprizų. Atrodo, kad gamta dažnai tuo atsilygina žmonėms, kurie ryžtasi įžengti į neištirtus plotus. Kita vertus, gamta ne visuomet yra tokia didžiadvasė ir jums tenka susidoroti su sunkumais pačiam. Mums teko gerokai pasidarbuoti, sprendžiant tokias problemas. Jeigu kartais nežinodavome, kaip išsisukti iš susidariusios padėties, po kokių metų atsakymą vis vien pavykdavo rasti. Tokiais atvejais, kai suvokiate, kad uždavinys turi būti išspręstas, tačiau neaišku kaip tai reikia padaryti, praversdavo gera intuicija.

Beprotiška mintis

   Galima būtų pasakyti, kad "Millipede" idėja gimė futbolo aikštėje. Mes abu žaidėme futbolą IBM Ciuricho mokslinės laboratorijos, kurioje dirbame, komandoje. Mus supažindino kitas komandos narys, Heinrichas Rohreris. Rohreris dirba Ciuricho laboratorijoje nuo 1963 m., tiek pat ilgai, kaip ir vienas mūsų (Vertingeris); be to, jis yra bendradarbiavęs su kitu (Binnigu), kai 1981 m. buvo išrastas skenuojantis tunelinis mikroskopas (STM) - prietaisas leidęs pirmą kartą pamatyti ir pajudinti atskirus atomus.

   1996 m. mes abu svarstėme, kokių naujų tyrimų reiktų imtis tuo metu ženkliai pasikeitusiomis sąlygomis. Dešimtojo dešimtmečio pradžioje IBM reikalai klostėsi ne kaip - kompanija išpardavė visas savo lazerių tyrimams skirtas laboratorijas, o Vertingeris tose laboratorijose vadovavo technologinei grupei. Savo ruožtu, Binnigui teko uždaryti filialą Miunchene, kuriam vadovavo, ir grįžti į Ciurichą. Visi trys, kartu su Rohreriu, ėmėme svarstyti, kaip būtų galima STM ir kitus skenavimo metodus, o ypač atominės jėgos mikroskopą AFM (Atomic Force Microscope), panaudoti ne tik atliekant mokslinius tyrimus.

   AFM, kurį išrado Binnigas, yra plačiausiai naudojamas lokalaus zondavimo būdas. Kaip ir STM atveju, ATM yra naudojama visiškai nauja mikroskopijos koncepcija. Vietoje to, kad objekto vaizdas būtų didinamas naudojant lęšius bei sufokusuotus šviesos pluoštelius ar nuo objekto atsimušančius elektronus, AFM atveju objekto paviršiumi lėtai velkamas mažytis kronšteinas. To kronšteino gale yra įtvirtinta aštri adatėlė, kurios galas yra nusmailintas iki mažesnio kaip 20 nm dydžio - vos keli šimtai atomų. Adatėlei praslenkant pro paviršiaus įdubimus ar iškilimus (tai daroma arba liečiant paviršių, arba laikant adatėlę visai prie jo), kompiuteris paverčia svirtelės polinkį vaizdu, kuris, geriausiu atveju, leidžia išskirti kiekvieną pro adatėlę praslenkantį atomą.

   Devintojo dešimtmečio viduryje Binnigas, stengdamasis gauti pirmuosius atskirų silicio kristalo paviršiuje esančių atomų vaizdus, neišvengiamai įdurdavo adatėle kristalo paviršių, palikdamas ten mažas duobutes. Atrodė, kad STM ar AFM panaudojimas atomų dydžio atminties įtaisuose yra akivaizdus: įspausk duobutę ir turėsi 1, duobutės nebus - turėsime 0. Bet tada išryškėjo ir tokio prietaiso trūkumai. Adatėlė yra judinama įrašo terpės paviršiumi mechaniškai, todėl skenavimas bus labai lėtas, lyginant jį su greitai besisukančiu kietojo disko paviršiumi arba nanosekundes užtrunkančiu tranzistoriaus persijungimu.

   Paaiškėjo ir kiti privalumai ir trūkumai. Kadangi kronšteino masė yra labai maža, AFM, kurio adatėlė liečia terpės paviršių, bus daug spartesnis už STM ar nekontaktuojantį su terpe AFM, bet vis dar ne toks spartus, kaip magnetinės atmintinės. Kita vertus, adatėlė, velkama metalo paviršiumi, labai greitai sudyla. Ir, bene svarbiausia: kuomet adatėlė įspaudžia paviršiuje įdubimą, sunku rasti kokį nors aiškų to įdubimo "ištrynimo" būdą.

   IBM Moksliniame centre Almadeno mieste Kalifornijoje grupė, vadovaujama Dano Rugaro, pabandė šaudyti į adatėlę lazerio impulsais ir ją įkaitinti. Šitaip buvo tikimasi suminkštinti plastiką ir taip palengvinti duobučių įspaudimą. Grupei pavyko sukurti į kompaktines plokšteles panašius atminties įrenginius, kurie galėjo saugoti daugiau įrašytų duomenų, nei šiandieniniai skaitmeniniai video diskai DVD. Jie taip pat atliko išsamius susidėvėjimo bandymus, davusius daug žadančių rezultatų. Bet ši sistema vis dar buvo perdaug lėta ir jai trūko duomenų ištrynimo bei pakartotinio įrašymo.

   Mūsų grupė suplanavo konstrukciją, kuri, mūsų nuomone, turėtų visus trūkstamus Almadeno sistemos komponentus. Mes nutarėme pasinaudoti mikroelektronikos technologijos galimybėmis ir, vietoj vieno kronšteino pagaminti tūkstančius ar netgi milijonus identiškų mikroskopiškų dalių viename piršto dydžio silicio luste. Ištisa lėtų AFM adatėlių armija, veikianti kartu lygiagrečiai, lyg tūkstantkojo (Millipede) kojelės, galėtų gana greitai įrašyti ir perskaityti duomenis.

   Tam prireikė didesnės fantazijos, nei pačios idėjos gimimui. Nors ir vieną AFM adatėlę kartais yra labai sunku valdyti, mes buvome tikri, kad prietaisas, kuriame bus daug tokių adatėlių, turi nemažai sėkmingo ir patikimo veikimo šansų.

   Pradžioje mums reikėjo sugalvoti kokį nors: elegantišką ar nelabai elegantišką, duomenų ištrynimo būdą. Mes manėme, kad ateityje išnirs kokios nors to būdo alternatyvos ir procesą galėsime patobulinti tuomet. Sukūrėme didelių bitais prirašytų laukų ištrynimo schemą. Laukai buvo įkaitinami iki temperatūros, virš kurios polimeras pasidaro takus ir paviršius išsilygina panašiai, kaip išsilygina pašildyto vaško paviršius. Nors šis būdas puikiai veikė, bet buvo kai kurių komplikacijų, nes, prieš ištrinant visą lauką, reikėjo kitame lauke įrašyti netrinamus duomenis. (Vėliau papasakosime apie tai, o kaip gamta pasiūlė mums kur kas geresnį būdą).

   Apsiginklavę minėtomis labai "žaliomis" koncepcijomis, mes ėmėmės kelias mokslo šakas aprėpiančio projekto. Kadangi mudu dirbome vienoje grupėje, atsirado ryšys tarp dviejų IBM skyrių: fizikos ir prietaisų kūrimo. Vėliau šie skyriai buvo sujungti į vieną. Prie mūsų taip pat prisijungė Evangelos Eleftheriou ir jo grupė iš mūsų laboratorijos telekomunikacijų skyriaus. Šiandien su mumis bendradarbiauja kelios kitos grupės iš IBM mokslinių laboratorijų ir iš įvairių universitetų.

   Kuomet susiduria skirtingos kultūros, neįmanoma, bent jau pačioje pradžioje, išvengti nesusipratimų. Tačiau mes būtent iš skirtingų požiūrių simbiozės labai daug laimėjome.

99 procentai prakaito

   Mes nebuvome MEMS srities žinovai, todėl MEMS ir skenuojančių mikroskopų specialistų bendruomenės iki šiol mūsų projektą laiko neapgalvotu. Nors STM ir AFM paremtą duomenų saugojimą tuo metu tyrė ir kiti, pavyzdžiui, Quate grupė iš Stanfordo, mūsų projektas buvo vienintelis, kuriame buvo bandyta pasitelkti daugelį zondų. Mes tikėjomės šiokios tokios reabilitacijos, kuomet 1998 m. sausyje pristatėme veikiantį prototipą Heidelberge, Vokietijoje vykusiame 11 Tarptautiniame MEMS seminare. Ten mes parodėme 5×5 adatėlių matricą, užimančią 25 kvadratinių milimetrų plotą.

   Matrica neblogai atliko lygiagretaus nuskaitymo funkciją, bet lygiagretus įrašas nepavyko. Mes pamiršome mažytę, bet labai svarbią techninę detalę: vielelės, jungiančios kaitinimo elementus, buvo metalinės ir perdaug plonos jomis tekančiai elektros srovei. Jos akimirksniu sprogdavo it perkrauti saugikliai, o to priežastis buvo metalo plėvelėse pasireiškiantis elektromigracijos efektas. Elektromigracija yra išsamiai aprašyta literatūroje, todėl mes privalėjome apie ją pagalvoti. Tai buvo ne vienintelė mūsų klaida, bet mūsų grupėje klaidos būdavo atvirai pripažįstamos ir kuo greičiau ištaisomos.

   Nežiūrint visų nesėkmių, laboratorijos vadovybė pajuto, kad pakvipo realia pažanga. Jie leido padvigubinti mūsų grupės narių skaičių iki aštuonių. Iš 25 adatėlių matricos tyrimų supratome, kad reikia kuo nors pakeisti aliuminio vieleles - tam mes pasirinkome stipriai legiruotus silicio kronšteinus. Taip pat sužinojome, kad galima gana tiksliai nustatyti adatėlių matricą virš įrašo terpės, netgi ir tuomet, kai matricos plotas yra palyginti didelis. Po to mes ėmėme labiau pasitikėti savimi ir iškart perėjome prie didesnės matricos kūrimo.

   1998 m. Vettigeris, darydamas pranešimą IBM Almadeno laboratorijoje suvokė, kad egzistuoja dar viena rimta problema. Jis pasakojo apie tai, kaip kronšteinai bus išdėstyti tvarkingomis eilutėmis ir stulpeliais, sujungtais su elektrinių prievadų tinklu. Bet beaiškindamas, kaip tokia sistema turėtų veikti, jis staiga suprato, kad ji neveiks. Niekas negalės uždrausti elektros srovei vienu metu tekėti visur, todėl bus neįmanoma patikimai pasiųsti atskiram kronšteinui skirtą signalą.

   Tiesą sakant, nevaldomas srovės tekėjimas yra gerai žinomas reiškinys prietaisuose, kuriuose eilučių ir stulpelių matricos pagalba adresuojami komponentai. Dažniausiai ši problema yra sprendžiama prie kiekvieno komponento papildomai prijungiant po tranzistorinį perjungiklį. Tačiau matricoje, sudarytoje iš adatėlių, šio būdo nebuvo galima panaudoti; adatėles reikia smailinti smarkiai jas kaitinant, o pakilusi temperatūra tikrai sugadins mažyčius tranzistorius. Laboratorijoje išbandėme visus įmanomus srovės valdymo pagerinimo būdus, bet nei vienas jų netenkino Vettigerio. Kuo didesnė buvo matrica, tuo rimtesnė darėsi problema. Skaičiavimai parodė, kad įrašo metu 1000 adatėlių matricoje dar bus galima adresuoti atskiras adatėles, bet perskaityti mažus atskirų svirtelių perduodamus signalus jau nebebus įmanoma.

   Tą naktį Vettigeris negalėjo užmigti. Jo grupė jau buvo bebaigianti 1024 adatėlių lustą. Vettigeris paprašė bendradarbių kiek palaukti. Kelias dienas grupė karštligiškai svarstė visus galimus sprendimo variantus, kol pagaliau Vettigeris ir Michelis Despontas rado praktišką atsakymą: prie kiekvieno kronšteino patalpinti po Schottky diodą - elektrinį vienpusio eismo gatvės analogą. Šis itin netiesiškas prietaisas galėtų užtverti srovę, tekančią nepageidaujamomis kryptimis. Mes patobulinome konstrukciją ir veikiai turėjome 32×32 matricą - mūsų antrąjį prototipą.

   Šio prototipo bandymai paliudijo daugelio mūsų idėjų gyvybingumą. Visi 1024 matricos kronšteinai buvo sveiki ir atsilenkdavo kaip tik tiek, kiek reikia, todėl jie leisdavo minkšto PMMA polimero paviršiuje sukurti reikiamo dydžio jėgą. Kiekvienos 50 mikronų ilgio svirtelės gale buvo nedidelis rezistorius. Adatėle pasiųstas elektrinis impulsas kelioms mikrosekundėms pakeldavo jos temperatūrą iki 400^oC.

   Pirmieji rezultatai buvo daug žadantys. Daugiau kaip 80 procentų iš 1024 kronšteinų iš pat pradžių veikė tinkamai; tebuvo viena "tamsi" zona lusto viduryje, atsiradusi dėl jo išsilenkimo montuojant. Tokia sėkmė pralenkė didžiausias mūsų svajones.

Nuo mokslo tyrimų prie prietaiso

   Pirmajame 55 dydžio prietaise kiekvienas kronšteinas turėjo po pjezorezistorių, vertusį mechanišką deformaciją varžos pokyčiu ir leidusiu sistemai užregistruoti tą momentą, kuomet adatėlė pataikydavo į 1 žyminčią duobutę. Mes pradėjome ieškoti, kaip tiksliau užfiksuoti tas duobutes. Išbandėme Schottky diodus, įtaisytus pačiose kronšteinų svirtelėse, tikėdamiesi, kad deformacija pakeis jų varžą. Kažkodėl diodai neturėjo mūsų lauktų savybių. Nežiūrint to, kaskart, kai būdavo aptiktas bitas, stebėdavome stiprų signalą. Kiek pasukę galvas, supratome nelauktą to keisto reiškinio priežastį. Pasirodė, kad reiškinio prigimtis yra šiluminė. Kai kronšteinas yra įkaitintas iki 300^oC temperatūros, kurios dar nepakanka duobutei įspausti, jo elektrinė varža labai sumažėja, kai adatėlė pataiko į duobutę. Niekuomet nebūtume pagalvoję, kad šiluminį reiškinį būtų galima panaudoti matuojant judesį, atsilenkimą ar adatėlės poziciją. Makroskopiškose sistemose toks matavimas būtų perdaug lėtas ir nepatikimas dėl konvekcijos - skystoje ar dujinėje terpėje (šiuo atveju, ore) vykstančio sūkurinio judėjimo, atsirandančio pernešant šilumą tarp dviejų iki skirtingos temperatūros įkaitintų objektų. Mikroskopiškose sistemose turbulenciškumo nėra, todėl pusiausvyra tarp karštesnio ir šaltesnio objektų nusistovi per kelias mikrosekundes.

   Nors šis rezultatas buvo kiek nelauktas, jis pasirodė esąs labai naudingas: tą patį kiekviename kronšteine esantį kaitintuvą buvo galima panaudoti ir įrašui, ir bitų nuskaitymui. Kiekvienam kronšteinui dabar reikėjo ne trijų keturių, bet tik dviejų laidų.

   Antrąjį prototipą pristatėme 1999 m. vykusioje IEEE MEMS konferencijoje. Šįkart kiti konferencijoje dalyvavę mokslininkai atkreipė į mūsų rezultatus jau daugiau dėmesio. Bet IBM vadovybę labiausiai sužavėjo tvarkingų "Millipede" polimere įrašytų duobučių eilių vaizdai. Tarp duobučių atstumas tebuvo vos 40 nm - apie 30 kartų mažiau, negu pačiuose geriausiuose tarp rinkoje esančių kietųjų diskų.

   Netrukus po to, 2000 m. pradžioje, "Millipede" projekto pobūdis pasikeitė. Mes pradėjome daugiau dėmesio skirti atminties sistemos prototipo kūrimui. Grupė padidėjo iki tuzino bendradarbių. Vėl buvo sujungti du laboratorijos skyriai - prie mūsų prisijungė Eleftheriou su savąja grupe. Jie atsinešė unikalią įrašo kanalų technologijos patirtį, kurią prieš tai sėkmingai taikė magnetinės atminties sistemų tobulinimui. Jie ėmė konstruoti veikiančio prototipo elektroninę dalį.

   Kaip tik tuo metu aptikome, kaip reikia ištrinti įrašą nedideliame plote, o dirbdami kartu su Eleftheriou netgi sugebėjome pagaminti sistemą, kurioje, prieš perrašant duomenis, išvis nereikia trinti senų duomenų. Naudojant šį naująjį metodą, kuomet adatėlės temperatūra pakyla tiek, kad medžiaga suminkštėtų, paviršiaus įtempimas ir polimero stangrumas priverčia duobutę išsilyginti. Vietoj didesnio ploto pakaitinimo naudojant įrašo terpės pagrinde įtaisytą kaitintuvą, kuris reikalingas anksčiau aprašytame didelių atminties blokų trynimo atveju, pati adatėlė lokaliai pašildo įrašo terpę. Tiesa, dėl atsirandančios elektrostatinės jėgos negalima išvengti tam tikros adatėlę apkraunančios jėgos, todėl, adatėlei pakankamai įkaitus, netoli jos yra ištrinami visi seni bitai. Jeigu bitų eilutės yra arti viena kitos, kiekvienas įrašytasis bitas panaikins ankstesnius ir eilutėje liks tik pats paskutinis bitas. Šį mechanizmą netgi galima panaudoti, kai norima perrašyti duomenis naudojant naują programą netgi nežinant, kokia buvo senoji. Taigi, suderinę savo patirtį fizikoje su Eleftheriou patirtimi įrašų kanalų srityje, mes sugebėjome sukurti ypatingą tokio tiesioginio duomenų perrašymo formą.

   Tuo metu tapo aišku, kad grupei reikia sutelkti dėmesį į "Millipede" spartą ir energijos vartojimo efektyvumą. Mums taip pat reikėjo pradėti matuoti triukšmo ir signalo santykius, klaidingų bitų dažnius ir kitus skaitmeninius prietaisus apibūdinančius parametrus. Be to, mes turėjome pasirinkti, kokio dydžio ir kokios formos bus mūsų nanoatmintinė. Tas "formos faktorius" yra labai svarbus buitinės elektronikos rinkoje, o ypač mobiliųjų prietaisų sektoriuje, kurį mes išsirinkome pirmiesiems taikymams.

Kas mūsų laukia?

   Paskutiniaisiais 2002 metų mėnesiais grupė baigė trečiosios kartos prototipą, kuriame yra 4096 kronšteinai, sudarantys 64×64 dydžio matricą, kurios kraštinės ilgis yra 6,4 mm. Sugrūsti į lustą dar daugiau svirtelių sunku, bet įmanoma. Šiandien mes jau galėtume pagaminti lustą su milijonu kronšteinų, o iš standartinės 200 mm skersmens silicio plokštelės gautųsi 250 tokių matricų. Dabar pirmiausia užduotis yra subalansuoti du interesus. Pirma, užbaigta nanoatmintinės konstrukcija, apimanti ne tik matricą, bet ir ją valdančią mikroelektroniką, turi būti pakankamai pigi ir nuo pat pradžių sudaryti rimtą konkurenciją panašiems komponentams, naudojamiems mažos galios nešiojamuose prietaisuose. Bet taip pat svarbu ir tai, kad sistema funkcionuotų nepriklausomai nuo jos darbo metu atsiradusių pažeidimų.

   Mes aptikome polimerą, kuris dirba netgi geriau nei PMMA. Šiame plastike duobutės išlieka stabilios mažiausiai trejus metus, o kiekvienoje matricos vietoje informaciją galima įrašyti ir ištrinti daugiau kaip 100 000 kartų. Bet mes nesame labai tikri, ar pačios adatėlės atlaikys kokius 100 milijardų įbedimų į plastiką, įvykusių per kelerius darbo metus. Mūsų grupės nariai Duerig ir Gotsmann, kartu su kolegomis iš IBM Almadeno laboratorijos, bando patobulinti turimą polimerą ir sukurti naujus, geriau tinkančius taikymams atmintinėse.

   Nors žmogaus akis "Millipede" terpės vaizde nesunkiai pamato, kur yra duobutės, o kur ne, sukurti elektroninį grandyną, galintį atlikti tą pačią užduotį taip pat tiksliai, nėra paprasta. Nustatyti, kurie bitai atitinka 1-tus, o kurie 0-ius, bus kur kas paprasčiau, jeigu visos duobutės turės tą patį gylį ir bus tvarkingai, vienodais tarpais išdėstomos tiesiose linijose. Tai reiškia, kad skenavimo stalelis privalo būti plokščias, įtvirtintas lygiagrečiai adatėlėms nanometrų tikslumu. Neseniai mes atradome, kad, įtvirtinus stalelį ant plonų, iš silicio pagamintų spyruoklių, galima kur kas geriau reguliuoti jo judėjimą. Nežiūrint to, mes ruošiamės įrengti aktyvią grįžtamojo ryšio sistemą, kuri turėtų garantuoti, kad tie nanometriniai atstumai nekis, pavyzdžiui, prietaisui tabaluojant ant jo savininko kaklo, jei šis sumano pabėgioti.

   Bet kuri šilumą išskirianti sistema susiduria su šiluminio plėtimosi problema. Jei polimero terpės ir silicio kronšteino temperatūra skiriasi daugiau kaip vienu laipsniu, bitų padėtys nebesutaps su adatėlių padėtimis. Tą nesutapimą privalo kompensuoti grįžtamojo ryšio sistema, kuri padidins įrenginio kompleksiškumą ir jo kainą. Mums dar nebuvo visiškai aišku, kaip geriausiai išspręsti šią problemą.

   Laimei, mums vėl padėjo pati gamta. "Millipede" ir padėklas, ant kurio yra polimero plėvelė, yra pagaminti iš silicio, todėl tokioje pat temperatūroje išsiplės tiek pat. Be to, tarpas tarp adatėlių matricos ir padėklo yra toks nedidelis, kad jame esantis oras tarnauja puikiu šilumos laidininku, išlyginančiu temperatūras.

   Mūsų projektas dabar pasiekė tą stadiją, kai žengiami pirmieji žingsniai link gaminio sukūrimo. Gal būt, šiuo prietaisu nepasiseks užkariauti rinkos, bet mes įsitikinę, kad turėsime nanomechaninę technologiją, pirmą kartą leisiančią skenuoti kvadratinius medžiagos ploto centimetrus skyra, artima atominei. Iki šiol projekte dirbanti grupė yra pateikusi 30 paraiškų patentams. Niekas nežino, kaip nanoatmintinėms seksis rinkoje, bet tai tikrai bus pritaikomas prietaisas, o mums, jo sukūrėjams, svarbu ir tai.