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使用单个分子的数据存储

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2019-11-30浏览次数:608

巴塞尔大学的研究人员报告了一种控制网络中几种原子或分子物理状态的新方法。它基于分子自发地自组织成具有约1纳米尺寸的宽孔隙网络。在“小”杂志中,物理学家报告他们的调查,这对于新存储设备的开发可能特别重要。

在全球范围内,研究人员正试图缩小数据存储设备,以尽可能小的空间实现尽可能大的存储容量。在几乎所有形式的介质中,相变都用于存储。例如,对于CD的制造,使用塑料中非常薄的金属片,其在几微秒内熔化然后再次固化。在原子或分子水平上实现这一目标是巴塞尔大学研究人员领导的研究项目的主题。

更改单个原子的相位以进行数据存储

原则上,单个原子或分子水平的相变可用于存储数据;这种存储设备已经在研究中。然而,它们非常劳动密集且制造昂贵。由巴塞尔大学的Thomas Jung教授领导的团队致力于使用自组织过程创建一个仅由少数原子组成的微小存储单元,这极大地简化了生产过程。

为此,该团队首先制作了一个有机金属网络,看起来像一个具有精确定义孔的筛子。当选择正确的连接和条件时,分子独立地排列成规则的超分子结构。

氦原子:有时是固体,有时是液体

目前这项研究的主要作者、物理学家艾莎阿桑(Aisha Ahsan)已经在气孔中加入了一个氦原子,其尺寸仅略大于1纳米。通过使用温度变化和局部施加的电脉冲,她成功且有目的地在固体和液体之间切换氦原子的物理状态。她能够通过温度同时引起所有毛孔中的这一相变。相变的温度取决于钌团簇的稳定性,而钌团簇的稳定性则取决于钌原子的数量。利用显微镜传感器,她还可以局部地诱发含单孔的相变。

由于这些实验必须在极低的温度下在几个开尔文(低于-260°C)中进行,氦原子本身不能用于创建新的数据存储设备。然而,实验表明,超分子网络原则上适用于微结构的产生,在这种微结构中,只有少量的原子或分子才能引起相变。

“我们现在将测试大分子和短链醇。这些较高的温度将改变状态,这意味着它们可以被使用,”负责监督这项工作的ThomasJung教授说。

原子级潜在数据存储设备的图形动画:数据存储组件-仅由六个锗原子组成-利用电压脉冲液化。