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500TB/平方英寸 荷兰发明原子级存储

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(原标题:500TB/平方英寸 荷兰发明原子级存储)

科学杂志(Nature Nanotechnology)近日公布了一项新的发明成功,来自荷兰的代尔夫特理工大学研究团队创造出了一种可重复使用的数据存储设备,可以使用单一原子储存信息的能力,这项技术能够在1平方英寸(650平方毫米)中存储500TB的数据。

物理学家具备控制单一原子的能力已有25年,不过要实现原子级储存仍存在阻碍。其一是原子在常温下不稳定,其二是适宜的储存材料不好找,还有就是发现并控制原子的方法很困难。为了控制原子,研究团队用上了扫描隧道电子显微镜(STM),这种工具能够提供原子表面的图像,并可以让研究人员对原子表面进行操作。



1990年,物理学家DonEigler利用STM将35个氙原子排列成了“IBM"字样但代尔夫特团队用了某种相反的方式来达到他们的目标。他们并未用各种各样的方式来排列原子,而是做出了基于原子空缺的储存网格。

基本上,研究人员将一层有着12x12空缺格的氯原子放在了铜底版上,每格都有黑点。在STM下,研究人员很容易控制四个相邻原子中的一个,控制过程可以重复进行。这种方法有着几个核心优势。首先,空缺位置相对稳定,存储设备所放置的环境温度可以稍微高一些。该团队介绍,他们不需要-210℃的液氦,-196℃的的液氮就能满足设备的工作要求。

其次,让该设备的可靠度更高,因为这样设备不拾取单一原子,而是让原子绕空缺运动。

最后,研究人员可以将空缺排布成原子自动运行的形式,解决难以控制原子的问题。

这项储存技术仍面临很多实际的问题,比如数据中心的温度比-196℃高不少,大规模地使用液氮降温并不现实。另外传输速度也是一个问题,读取一个储存网格的数据需要10分钟很难满足实际需要。不过研究人员表示,读取速度慢主要是受到了STM的限制,如果能用到STM最大的电子带宽,读取速度在理论上能够提升到1MB/s。

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