Dijamantni wafer od 5 cm za pohranu 25 eksabajta

Istraživači u Japanu razvili su novu metodu za izradu dijamantne pločice wafera od 5 cm (2 inča) koja bi se mogla koristiti za pohranu kvantnih računala. Ultravisoka čistoća dijamanta omogućuje mu pohranjivanje nevjerojatne količine podataka od 25 EB (egzabajta) podataka što je ekvivalent milijardu Blu-Ray diskova.

Dijamant je jedan od materijala koji najviše obećavaju za praktične kvantne računalne sustave, uključujući memoriju. Određeni defekt u kristalu, odnosno dušikova nečistoća može se koristiti za pohranjivanje podataka u obliku supravodljivih kvantnih bitova (kubita), no previše dušika u dijamantu narušava njegove sposobnosti kvantnog skladištenja.

To znači da je potrebno napraviti kompromis. Znanstvenici su do sada mogli stvoriti, ili velike dijamantne pločice s previše dušika, ili ultra čiste dijamantne pločice koje su premale da bi bile od velike koristi za pohranu podataka.

Sada su istraživači sa Sveučilišta Saga i iz tvrtke Adamant Namiki Precision Jewellery u Japanu, razvili novu metodu za proizvodnju dijamantnih pločica ultra visoke čistoće koje su dovoljno velike za praktičnu upotrebu.

Tim kaže da rezultirajuće dijamantne pločice imaju promjer od 5 cm i tako ogromnu gustoću podataka da teoretski mogu pohraniti ekvivalent milijardu Blu-Ray diskova. Jedan Blu-Ray može pohraniti do 25 GB (pod pretpostavkom da je jednoslojni), što bi značilo da bi ova dijamantna pločica mogla pohraniti nevjerojatnih 25 eksabajta (EB) podataka. Tvrtka ove wafere naziva Kenzan Diamond.

Ključno je da ti dijamanti imaju koncentraciju dušika ispod tri dijela na milijardu (ppb), što ih čini nevjerojatno čistima. Istraživači kažu da su to najveći waferi s tom razinom čistoće, jer većina ostalih doseže najviše 4 mm2.

Da bi se to postiglo, potrebna je nova proizvodna tehnika. Dijamantne pločice izrađuju se uzgojem kristala na materijalu podloge, a taj materijal je obično ravna površina. Problem je u tome što dijamant može puknuti pod opterećenjem, što pogoršava kvalitetu. U novom procesu, tim je napravio relativno jednostavnu promjenu. Površina podloge bila je oblikovana u obliku stepenica, što horizontalno širi naprezanje i sprječava pucanje. To im omogućuje izradu većih dijamantnih wafera veće čistoće.

Tim se nada da će ove dijamantne pločice komercijalizirati 2023. godine, a u međuvremenu već radi na udvostručenju promjera na 10 cm (4 inča).

Istraživanje će biti predstavljeno na Međunarodnoj konferenciji o tehnologiji proizvodnje složenih poluvodiča CS MANTECH u svibnju.