您现在的位置是:首页 >专题 > 2020-06-30 10:15:29

团队展示了如何使用2D材料而不是硅芯片来存储数据

由斯坦福大学领导的团队发明了一种存储数据的方法,该方法是使原子上薄薄的一层金属相互滑动,这种方法可以将更多的数据打包到比硅芯片更少的空间中,同时还使用更少的能源。

由斯坦福大学材料科学与工程学副教授亚伦·林登伯格(Aaron Lindenberg)以及SLAC国家加速器实验室的这项研究将对非易失性存储器的类型进行重大升级,而当今的计算机则采用闪存芯片等基于硅的技术来完成这种存储。

加州大学伯克利分校的机械工程师张翔,得克萨斯州A&M材料科学家钱晓峰和斯坦福/ SLAC材料科学与工程教授,托马斯·德弗罗(Thomas Devereaux)也帮助指导了实验,这些都在《自然物理学》杂志上进行了描述。突破是基于新发现的一类金属,它们形成了难以置信的薄层,在这种情况下只有三原子厚。研究人员将这些层堆叠起来,这些层由一种称为二碲化钨的金属制成,就像一副纳米级纸牌。通过向堆栈中注入少量电能,它们会导致每个奇数层相对于其上方和下方的偶数层略微偏移。偏移是永久性的或非易失性的,直到再次发生电击使奇数层和偶数层再次重新对齐为止。

Lindenberg说:“层的排列成为一种编码信息的方法,”创建存储二进制数据的开关式1s和0s 。

为了读取存储在这些原子移位层之间的数字数据,研究人员利用了一种称为贝里曲率的量子特性,该特性像磁场一样,可以操纵材料中的电子以读取层的排列而不会干扰电池堆。

Lindenberg实验室的博士后学者,该论文的第一作者Jun Xiao说,来回移动这些层几乎不需要精力。这意味着,与当今的非易失性存储技术相比,向新设备“写入”零或一所需的能量要少得多。此外,根据去年在《自然》杂志上发表的同一小组的研究,原子层的滑动可以如此迅速地发生,以至于数据存储的完成速度可以比当前技术快一百倍以上。

原型设备的设计部分基于理论计算,该理论计算是由德克萨斯农工大学助理教授钱晓峰和实验室的研究生华旺共同完成的。在研究人员观察到与理论预测相符的实验结果之后,他们进行了进一步的计算,从而使他们相信,对其设计进行进一步的改进将大大提高这种新方法的存储容量,为向新的,更远的方向铺平道路。使用超薄二维材料的功能更强大的非易失性存储器。

该团队已为他们的技术申请了专利,同时他们进一步完善了内存原型和设计。他们还计划寻找其他2-D材料,它们可以用作比二碲化钨更好的数据存储介质。

Lindenberg补充说:“这里的科学底线是,对这些超薄层进行非常细微的调整会对其功能特性产生很大的影响。我们可以利用这些知识来设计新型节能设备,以实现可持续发展的智能未来。 ”

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。

相关文章