(PhysOrg.com) -- North Carolina State Universitys ingenjörer har skapat ett nytt material som skulle göra det möjligt för ett datorchip i fingernagelstorlek att lagra motsvarande 20 högupplösta DVD-skivor eller 250 miljoner sidor text, långt över lagringskapaciteten i dagens datorminnessystem.

Leds av Dr Jagdish "Jay" Narayan, John C.C. Fan Family Distinguished Professor of Materials Science and Engineering och chef för National Science Foundation Center for Advanced Materials and Smart Structures i NC State, ingenjörerna fick sitt genombrott genom att använda processen av selektiv dopning, där en förorening läggs till ett material som ändrar dess egenskaper. Processen visar också lovande för att öka fordonens bränsleekonomi och minska värme som produceras av halvledare, en potentiellt viktig utveckling för effektivare energiproduktion.

Arbetar på nanometernivå, ingenjörerna tillsatte metall nickel till magnesiumoxid, en keramik. Det resulterande materialet innehöll kluster av nickelatomer som inte var större än 10 kvadratnanometer, en storleksminskning på 90 procent jämfört med dagens tekniker och ett framsteg som kan öka datorns lagringskapacitet.

"Istället för att göra ett chip som lagrar 20 gigabyte, du har en som klarar en terabyte, eller 50 gånger mer data, säger Narayan.

Informationslagring är inte det enda området där framsteg kan göras. Genom att introducera metalliska egenskaper i keramik, Narayan säger att ingenjörer kan utveckla en ny generation av keramiska motorer som klarar dubbelt så hög temperatur som normala motorer och uppnår en bränsleekonomi på 80 miles per gallon. Och eftersom materialets värmeledningsförmåga skulle förbättras, Tekniken kan också ha tillämpningar för att utnyttja alternativa energikällor som solenergi.

Ingenjörernas upptäckt främjar också kunskapen inom det framväxande området "spintronics, ” som är dedikerad till att utnyttja energi som produceras genom att elektroner snurrar. Den mesta energin som används idag utnyttjas genom strömrörelse och begränsas av mängden värme som den producerar, men energin som skapas genom att elektronerna snurrar producerar ingen värme. NC State-ingenjörerna kunde manipulera nanomaterialet så att elektronernas spinn i materialet kunde kontrolleras, vilket kan visa sig vara värdefullt för att utnyttja elektronernas energi. Fyndet kan vara viktigt för ingenjörer som arbetar med att producera effektivare halvledare.

Dr Sudhakar Nori arbetade med Narayan i studien, en forskarassistent vid NC State, Shankar Ramachandran, en före detta doktorand i NC State, och J.T. Prater, en adjungerad professor i materialvetenskap och teknik. Deras resultat publiceras som "The Synthesis and Magnetic Properties of a Nanostructured Ni-MgO System, ”Som dök upp i juniutgåvan av JOM , tidskriften för mineralerna, Metall- och materialsamhället. Forskningen sponsrades av National Science Foundation.

Relaterad forskning av Narayan publicerades i april i International Journal of Nanotechnology .

Tillhandahålls av North Carolina State University (nyheter:webb)