(Phys.org) -- Ett team ledd av fysikern Alexei Gruverman vid University of Nebraska-Lincoln i samarbete med forskare i Spanien och vid University of Wisconsin har upptäckt en betydligt effektivare metod för datalagring som erbjuder stora löften för teknikens framtid .

Gruvermans forskning om elektroniska material görs i nanoskala, där föremål uppvisar oväntade kemiska och fysikaliska egenskaper. Centralt i hans forskning är scanning probe mikroskopiteknik som bygger på att utöva mycket lokaliserad mekanisk, elektrisk eller magnetisk påverkan på ett föremål genom att använda en liten fysisk sond och mäta föremålets respons. Tekniken fungerar ungefär som en persons känsel, sa Gruverman.

"Om du är i ett mörkt rum och vill ta reda på om skrivbordets yta är slät eller grov, fast eller mjuk vad gör du?" sa han, pekar på sitt skrivbord. "Du rör vid den med fingret, tryck lite och skanna med fingret och känn svaret. "

Liknande, spetsen på sonden - vars radie mäter cirka 10 nanometer - kan skanna en yta och ge forskare feedback. Sonden kan också användas för att elektriskt ändra de lokala egenskaperna hos ferroelektriska material, som är viktiga elektroniska material som används i minnesenheter. Förändringen som inträffar liknar vad som händer när magnetiska material återmagnetiseras av ett magnetfält. Genom att applicera en elektrisk potential på sonden, en bit av nanoskala av elektrisk information kan lagras i det ferroelektriska materialet. Denna princip är central för datalagring, som på hårddiskar.

Hittills, forskare har förlitat sig på den elektriska spänningen för att lagra information. Dock, Gruvermans team fann att samma bit kunde skrivas helt enkelt genom att pressa hårdare mot det ferroelektriska materialets yta. På ett sätt och i detta fall, sondens nål fungerar ungefär som en nanoskopisk skrivmaskin i sin förmåga att skriva data i ett mycket specifikt område på en ferroelektrisk film och lämna data kvar utan att skada ytan. Det fyndet gör forskargruppen den första som visar att mekanisk kraft kan användas för att ändra ett områdes polarisering.

"Det är en helt spänningsfri omkoppling av polarisering, vilket är det som gör resultaten av denna forskning unika, "Sa Gruverman.

Fyndet är banbrytande eftersom det öppnar upp ett nytt sätt att lagra data betydligt tätare än vad som tidigare varit tillgängligt.

Medan Gruverman tvekar att säga att en sådan upptäckt kan bana väg för en ny generation datalagringsenheter som datorer och mobiltelefoner, vars produktion i slutändan är beroende av många andra faktorer, det etablerar den vetenskapliga grunden som gör det möjligt, han sa.

Teamets resultat publicerades den 5 april i tidskriften Vetenskap och inkluderar Gruvermans doktorand, Haidong Lu, som huvudförfattare. Andra samarbetspartners inkluderade en grupp spanska forskare ledda av Gustau Catalan och teamet ledd av Chang-Beom Eom från University of Wisconsin.

Vid tidpunkten för deras upptäckt, Gruverman och andra UNL -forskare engagerade sig i en separat studie som delvis stöds av U.S.Department of Energy, Office of Basic Energy Sciences, Avdelningen för materialvetenskap och teknik. Relaterad forskning får också finansiering från UNL:s materialforskningsvetenskapliga och tekniska centrum, som är en del av ett rikstäckande nätverk som finansieras av National Science Foundation som är utformat för att stödja tvärvetenskaplig och tvärvetenskaplig materialforskning och utbildning av högsta kvalitet samtidigt som man tar itu med grundläggande problem inom vetenskap och teknik som är viktiga för samhället.

Gruverman sa att hans team hoppas kunna bygga vidare på denna upptäckt genom att undersöka andra möjliga applikationer.