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技术:原子笔尖重写数据存储记录。 。 。

点击量:   时间:2017-08-11 06:07:31

INTERLAKEN的DANIEL CLERY一位美国科学家上周公布了一种新技术,用于存储容量远高于现有方法的数据该技术可以允许设备每平方厘米的记录介质存储100亿比特的数据 - 相当于超过31000页的打字文本目前销售的最佳内存芯片只能存储400万比特的数据,而硬磁盘每平方厘米可压缩1000万比特,光盘每平方厘米约为550万比特该技术使用原子力显微镜将少量电荷存储在薄的绝缘体层中 AFM发明于1986年,通过在表面上放置极细的金属尖端,然后在表面区域上来回拖动,可以在固体表面上产生原子图像当尖端在原子上移动时,尖端的运动可以电子组装成表面的图像在瑞士因特拉肯举行的一次会议上,加利福尼亚州斯坦福大学的Edward L. Ginzton(ELG)实验室的开发人员Robert Barrett描述了这项新技术在IBM苏黎世研究实验室研究扫描探针显微镜的研究小组负责人Dieter Pohl表示,该设备还有很长的路要走,但他补充道,“这是我所知道的最好的方法,可以更接近设计所需的规格商业设备该技术使用称为氮化物 - 氧化物 - 硅的分层材料这种材料以前出现在存储设备中,特别是称为EEPROM的存储芯片该材料包括硅衬底,其含有缺乏电子的杂质这意味着在硅中移动的大部分电荷不是通过电子携带,而是通过称为“空穴”的特征来表示没有电子它们可以像是正粒子一样四处移动底层硅通过2纳米的二氧化硅绝缘层与顶层氮化硅分开 AFM尖端位于氮化硅顶部,当它在表面上移动时,它会检测表面图案在大多数原子力显微镜下,通过从支撑尖端的悬臂上反射一束光来检测上下运动梁的偏转指示尖端的移动存储器件使用表面图案作为位置参考,因此它可以分辨出各个位的位置为了在表面记录一些信息,通过尖端发送电脉冲这导致空穴从硅衬底通过氧化物层并进入氮化物,在那里它们被捕获基本上,三层布置充当存储电荷的电容器随着空穴向上迁移通过绝缘层,硅底层形成所谓的“耗尽区”,并且这本身充当伪绝缘体,加宽顶层和底层之间的绝缘层这降低了整个层状结构的电容,并且这可以通过在表面氮化物层上以低电压运行尖端来检测发生小的电流泄漏到氮化物中,并且电流的大小反映了电容的变化该电流将受到存储电荷的“位”的影响,因此可以使用电流的变化来检测这些位通过在该位上方的尖端放置相反的电脉冲,可以擦除这些位这迫使空穴穿过氧化物层进入硅衬底,消除“耗尽区”并将绝缘体恢复到其原始深度 Barrett使用波纹状氮化物层证明了数据存储在相隔150纳米的凹槽中,氮化物厚度为10纳米,凹槽之间的厚度为50纳米沿着凹槽,他沉积了150纳米的点通过这种方式,他设法在0.1毫米见方的区域内存储256 000位 Barrett认为,轨道和点之间的尺寸可以减小到100纳米,相隔100纳米,存储密度为每平方厘米10千兆位该设备的主要限制之一是写入和读取数据的速度目前,它只能读取每秒100千比特,