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二碲化鎢的2D金屬芯片,數(shù)據(jù)寫入速度提高了100倍之多

牽手一起夢 ? 來源:科技日報 ? 作者:佚名 ? 2020-07-03 14:25 ? 次閱讀

據(jù)英國《自然·物理學》雜志近日發(fā)表的一項研究,一個美國聯(lián)合研究團隊利用層狀二碲化鎢制成了二維(2D)金屬芯片,其厚度僅三個原子!在更節(jié)能的同時,儲存速度提高了100倍之多,為開發(fā)下一代數(shù)據(jù)存儲材料奠定了基礎。更快、更密集的數(shù)據(jù)存儲革命即將來臨了嗎?

當今世界所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)比以往任何時候都多,然而我們當前的存儲系統(tǒng)已接近大小和密度的極限,因此迫切需要相關技術革命。科學家正在研究數(shù)據(jù)的其他保存形式,包括存儲在激光蝕刻的載玻片、冰冷分子、單個氫原子、全息膠片甚至DNA上。

在這次的新研究中,美國斯坦福大學、加州大學伯克利分校和德克薩斯A&M大學的研究人員嘗試了另一種方法,他們研發(fā)的新系統(tǒng)由二碲化鎢金屬組成,排列成一堆超薄層,每層僅有3個原子厚。其可代替硅芯片存儲數(shù)據(jù),且比硅芯片更密集、更小、更快,也更節(jié)能。

研究人員對二碲化鎢薄層結構施加微小電流,使其奇數(shù)層相對于偶數(shù)層發(fā)生穩(wěn)定的偏移,并利用奇偶層的排列來存儲二進制數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)寫入后,他們再通過一種稱為貝利曲率的量子特性,在不干擾排列的情況下讀取數(shù)據(jù)。

團隊表示,與現(xiàn)有的基于硅的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)相比,新系統(tǒng)具有巨大優(yōu)勢——它可以將更多的數(shù)據(jù)填充到極小的物理空間中,并且非常節(jié)能。此外,其偏移發(fā)生得如此之快,以至于數(shù)據(jù)寫入速度可以比現(xiàn)有技術快100倍。

目前,團隊已為該設計申請了專利。他們還在研究下一步改進的方法,例如尋找除二碲化鎢之外的其他2D材料。研究人員表示,對超薄層進行非常小的調(diào)整,就會對它的功能特性產(chǎn)生很大的影響,而人們可以利用這一知識來設計新型節(jié)能設備,以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和更智慧的未來存儲方式。

我們的數(shù)據(jù)存儲方式,早已從磁帶、軟盤和CD等介質(zhì),進化到了能夠在無數(shù)微型晶體管中保存數(shù)據(jù)的精密半導體芯片,而且其容量可以呈指數(shù)級增長。這是一個壯舉。但時至今日,硅基芯片的能力仍告不足——人類數(shù)據(jù)爆炸式增長的同時,還要對動態(tài)數(shù)據(jù)快速地利用、分析,不斷增加的需求給存儲方式不斷帶來新的壓力。這一狀態(tài)無疑將推動存儲方式持續(xù)變革,究竟誰會在這一次的革新中發(fā)揮最重要的作用?有人說是DNA,也有人說是單原子。全球都在注視著,這些候選者中哪個技術最先成熟,或哪個能率先投入市場應用。

責任編輯:gt

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