通过原子薄金属层相互滑动来存储数据的新方法

STANFORD-LED团队发明了一种方法来存储数据,通过将原子薄的金属层彼此滑动,一种方法可以将更多数据包装到比硅芯片更小的空间中,同时也使用较少的能量。

这项研究由斯坦福大学(Stanford)和SLAC国家加速器实验室(SLAC National Accelerator La亚博网站下载bora亚博老虎机网登录tory)的材料科学与工程副教授亚伦·林登伯格(Aaron Lindenberg)领导,将是对非易失性存储器的重大升级,而目前的计算机使用的是基于硅的技术,如闪存芯片。

UC Berkeley Mechanical Empuler Xiang Zhang,德克萨斯州A&M Mat亚博网站下载erical Scientics Xiaofeng Qian和Stanford / Slac材料科学和工程教授Thomas Devereau亚博老虎机网登录x还帮助指导了该实验,这些实验在期刊中描述了自然物理

突破基于新发现的一类形成圆形薄层,在这种情况下只有三个原子厚。研究人员堆叠了这些层,由已知为钨Ditelluide的金属制成,如纳米级卡片。

通过向堆栈中注入一点点电流,他们使得每一个奇数层相对于其上下的偶数层发生了轻微的移动。这种抵消是永久性的,或者说非挥发性的,直到另一股电流使奇数层和偶数层再次重新排列。

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

为了读取存储在这些移位层之间的数字数据,研究人员利用称为浆果曲率的量子属性,其用作磁场以操纵材料中的电子以读取层的布置而不扰乱堆叠。

Lindenberg的实验室和本文第一作者的博士后学者君晓,表示,能源很少,可以来回转移层。这意味着它应该比今天的非易失性存储技术所需的“写入”为零或一对一的能量。

此外,基于研究同一组出版自然去年,原子层的滑动速度如此之快,以至于数据存储的速度比现有技术快了一百倍。

原型设备的设计部分地基于由德克萨斯州大学助理教授共同作者xiaofeng钱的理论计算,以及他的实验室的研究生。

在研究人员观察到与理论预测一致的实验结果后,他们进行了进一步的计算,使他们相信,对设计的进一步改进将大大提高这种新方法的存储容量,为向新的、以及使用超薄2D材料的更强大的非易失性存储器。亚博网站下载

该团队在他们进一步优化了他们的记忆原型和设计的同时获得了专利的技术。他们还计划寻找其他2D材料,这些材料可以更好地作为数据存储介质而不是钨D亚博网站下载itelluide。

“这是科学的底线,”Lindenberg增加了,“对这些超薄层进行非常微小的调整,对其功能特性有很大的影响。我们可以利用这些知识来设计新的节能设备,以实现可持续和智能的未来。”

Aaron Lindenberg也是Photton Scientsations,Precourt能源研究所的附属亚博老虎机网登录公司的副教授,以及斯坦福材料和能源科学研究所的主要调查人员。亚博网站下载Thomas Devereaux也是Photon Scientsations,斯坦福材料和亚博老虎机网登录能源科学研究所主任。亚博网站下载

其他斯坦福大学的合著者包括工作人员科学家Das Pemmaraju,研究生Philipp Karl Muscher,以及大学附属机构Edbert Jarvis Sie和Clara M. Nyby。来自加州大学伯克利分校和德州农工大学的研究人员也对这项工作做出了贡献。

斯坦福/SLAC国家加速器实验室的实验和理论合作由美国能源部、材料科学和工程部门通过斯坦福材料和能源科学研究所(SIMES)资助。亚博网站下载亚博老虎机网登录

泰美的理论努力得到了美国国家科学基金会的支持。亚博老虎机网登录伯克利的实验和设备制造分别由美国能源,材料科学和工程师部门和Abdullah王科技大学(Kaust)办公室提供资金。亚博网站下载亚博老虎机网登录

来源:https://engineering.stanford.edu/

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