Ученые создали новую технологию, которая позволит получать упорядоченные наноструктуры с размерами ячеек около 3 нанометров. Подобная технология потенциально позволит достигать плотности записи информации на носитель около 1,7 терабита на квадратный сантиметр. Работа исследователей опубликована в журнале Science, а ее краткое изложение доступно на сайте Университета Беркли.

В качестве основного материала, с которым работали ученые, выступал так называемый блок-сополимер PS-b-PEO. Молекулы этого соединения образуются, если соединить несколько видов полимерных блоков различной химической природы. В данном случае это были блоки полистирола и полиэтиленоксида.

Известно, что в тонких пленках PS-b-PEO происходит самоорганизация наноструктур, обусловленная различными химическими свойствами составляющих ее полимеров. В них образуется матрица из полиэтиленоксида, в которую на одинаковом расстоянии друг от друга помещены вертикальные "штыри" из полистирола. Если площадь пленки достаточно большая, то порядок в расстановке штырей нарушается. Это не позволяет использовать материал, например, для записи на него информации, поскольку с дефектных блоков данные невозможно будет считать. В новом исследовании ученым из Университета Беркли удалось сохранить порядок на всей площади пленки.

Сначала особым образом подготовленный блок-сополимер наносился тонкой пленкой на поверхность промышленного сапфира, полученную срезом не вдоль плоскостей связей кристаллической решетки. Далее кристалл нагревался до достаточно высокой температуры — примерно 1300-1500 градусов по Цельсию в течение 24 часов. Ученым хорошо известно, что в результате такой обработки на поверхности сапфира образуется множество параллельных гребней, расстояние между которыми примерно одинаково.

В результате подобного воздействия, часть PS-b-PEO оказывалась в долинах между гребнями. Благодаря этому формирование полистироловых "штырей" происходило в разных долинах независимо друг от друга. Это позволило получить пленку большой площади без дефектов. Кроме этого увеличение толщины покрова позволило сгладить следы от гребней сапфира на внешней поверхности материала.

По словам исследователей, новая технология позволит создавать носители информации с беспрецедентной плотностью записи. В результате на диск диаметром три сантиметра поместится более 1400 гигабайт информации (для сравнения, емкость современного однослойного DVD составляет 4,7 гигабайта).