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1000倍容量!利用纳米技术 阿尔伯塔大学打造全球密度最高的固态计算机存储器

作者:时间:2018-08-02 08:09浏览:

阿尔伯塔大学的研究人员已经掌握了在原子级编写计算机内存的技术,这种新技术超过了当前硬盘驱动器的存储能力的1000倍。

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(图源:University of Alberta)

据悉,利用纳米技术,埃德蒙顿科学家团队设计了迄今为止创造的密度最高的固态计算机存储器。

“基本上,你可以在iTunes上收集所有4500万首歌曲,而且只占四分之一内存。”阿尔伯塔大学物理系博士生Roshan Achal说道,他和团队的一份最新报告已经发表在《自然通信》(Nature Communications)杂志上。

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该技术在原子级水平上运作,允许使用氢原子写入和重写计算机数据。Achal说,在数据驱动型的社会中,这种设计非常适合处理期间涌现出来的大量信息。

此前,其他一些类似的研究成果已经面世,但它们一般要求在非常寒冷的低温条件下工作。而在新的研究中,存储器芯片表现得更稳定,并且可以承受室温或更高的温度。

二进制代码中的原子

“我们真正实现了这一过程的自动化,使其能够更快、更可靠地开始构建这些完美的结构,”Achal说,他的工作由阿尔伯塔大学教授Robert Wolkow监督,后者堪称纳米技术的先驱之一。

为了制造存储芯片,研究人员将一小片硅片插入所谓的扫描隧道显微镜,并在晶圆上涂上氢原子。“你能够从那里撕掉那个原子。”Roshan Achal提示道。

通过使用类似于一对镊子的工具,可以将原子一个接一个从表面剥离,他们用数据二进制代码对硅芯片进行编码,计算机使用的是1和0的语言。

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Achal表示,他们正在制造原子结构,其准确度和记忆能力达到100%,每平方英寸的密度为138TB。

“你施加一点电压,类似于电池电压,就可以将那个原子从那里剥离!”Achal兴奋地解释道。“五年前,我们甚至都还以为那是不可能实现的。”

“这允许我们通过去除原子来写入(数据),或者通过将原子放回去,并移除不同的原子来重写(数据)。”

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(图源:Nature Communications)

重写内存

当一名研究生“意外地”意识到可以用显微镜替换和操纵原子时,Achal和他的团队的“闪光”时刻终于来临。

这导致了创造记忆内存的“有趣想法”,Achal说——但是在他们完善技术之前大约需要一年的时间。

他预计,在该流程为商业市场做好准备之前,将需要另一个十年。Achal说,对于个人用户来说,它仍然有点太慢,且太麻烦。

“为了移动原子,它需要一个非常精确的电机,但你对这种精度的让步就是速度。你只有用精确的电机快速移动才能达到想要的结果。

“但是人们可以采用一些捷径,我了解到已经有人对这些类型的电机进行了积极的研究,使它们更快、更适用。”

Achal说,到时候,他们的记忆内存产品可以帮助存档大量的互联网数据——单个硅片可以存储____等网站上发布的所有信息。

“我们基本上为未来的内存应用奠定了基础。”

这篇名为“用于稳健可编辑的原子级硅器件和存储器的光刻技术”(Lithography for robust and editable atomic-scale silicon devices and memories)的论文发表在最新一期的《自然通讯》期刊杂志上。

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