Сохранить данные в жидких кристаллах

ЖК-производство, ориентированное прежде всего на всевозможные устройства отображения, переживает сегодня в глобальном масштабе не лучшие времена. Поставки смартфонов, мониторов и телевизоров с соответствующими матрицами неуклонно снижаются, а инвестиций в поддержание и расширение производств становится все меньше. Причина проста: технологии жидких кристаллов сегодня настолько совершенны (и настолько близки к физическому пределу своих возможностей, если говорить о ЖК-экранах как средстве отображения), что каждый очередной процент улучшения качества цветопередачи или насыщенности дается несоизмеримо высокой ценой.

Однако отлаженность производственных технологий позволяет куда легче, чем в прежние времена, перепрофилировать ЖК-разработки на реализацию решений, отличных от дисплейных, – например, для создания накопителей информации. Исследователи из японского Университета Тиба разработали ЖК-систему для долговременного хранения данных, устойчивую к воздействию как магнитных полей (к которым уязвимы магнитные носители информации), так и высоких температур (бич полупроводниковых накопителей). При этом достижимая плотность записи данных заявлена на уровне в 10 тыс. раз выше, чем для оптических дисков Blu-ray.

Правда, и у ЖК-накопителя есть своя ахиллесова пята – подверженность механическим внешним воздействиям. Полярно-ферроэлектрические в осевом направлении колончатые жидкие кристаллы (axially polar-ferroelectric columnar liquid crystals, AP-FCLC) представляют собой наноразмерные колонноподобные структуры, расположенные параллельными рядами – и за счет этого способные поляризовать пропускаемый через них световой поток. Само же направление, в котором ориентированы оси этих жидких кристаллов, задается прилагаемым извне сильным электрическим полем. При этом естественных сил, которые возвращали бы AP-FCLC в исходное состояние, после снятия действия поля не возникает (за исключением тепловых шумов, но их уровень несложно понизить охлаждением образца).

Смену поляризации тонкой пленки из подобных жидких кристаллов можно организовать в достаточно малой области, вплоть до групп в единицы молекул. Это как раз и обеспечивает заявленную высокую плотность записи данных (кодируемых чередующимися участками ЖК-пленки, которые по-разному поляризуют проходящий через них свет). Производятся же такие жидкие кристаллы по отлаженной за десятилетия технологии (а значит, с низкой себестоимостью), и они не содержат редкоземельных металлов или токсичных компонентов.

На данный момент главным препятствием для создания хотя бы инженерных образцов накопителей на базе AP-FCLC остается отсутствие у них какой бы то ни было механической жесткости: если для изготовления мониторов ЖК размещают обычно между парой тонких стеклянных пластин, то в случае накопителей – особенно в сложных условиях эксплуатации – стекло может оказаться не лучшим выбором. Впрочем, если в процессе дальнейших изысканий будет подтвержден высокий коммерческий потенциал жидкокристаллических накопителей, наверняка все сопутствующие проблемы постепенно удастся решить.