层状二碲化钨制2D金属芯片,让数据储存速度提高100倍

近日,一项研究成果表明,层状二碲化钨制2D金属芯片可以让数据储存速度提高100倍。

一个仅为三个原子厚的二维(2D)金属芯片能做到什么?——更节能地存储数据!还可以提高存储速度100倍!然后,这是不是意味着,下一代数据存储材料就“可望而可及”了!?

估计没那么快。

当然了,有的小伙伴可能就要问了,这2D金属芯片到底是什么做的,这么神奇?

这2D金属芯片是研究人员利用层状二碲化钨制成的。据悉,这是一个美国联合研究团队的一项新的研究成果,于近日刊载于英国《自然·物理学》杂志上。

二碲化钨是什么?

二碲化钨,WTe2,是一种过渡金属二碲化物。它也是一种与石墨烯具有相似特性的二维层状材料(所以有时候也称之为层状二碲化钨),同二碲化钼(MoTe2)等过渡金属二碲化物一样,因具有独特和非凡的电气和光学特性等优良特性而引起了广泛关注。这些过渡金属二碲化物对量子技术、晶体管和相变存储器等多种技术的发展显示出了巨大的希望。

数据储存图片

这项研究的新成果是否会引发一场数据存储革命呢?

应该会,但不是现在。这还要看这项技术是不是最先成熟,又或者说,最先投入市场应用。

数据在这个时代呈现爆炸式的增长。数据的存储方式必然得跟上数据的增长趋势,而这必然引发一场场的变革。实际上,数据存储方式,从我们最初记忆中的磁带、CD,到如今存储容量早经过指数级增长的半导体芯片,从总体来看,是变强大了,但眼下尤不足。所以,科学家正在研究数据的其他保存形式,包括存储在激光蚀刻的载玻片、冰冷分子、单个氢原子、全息胶片甚至DNA上。

这些其他的保存形式暂且不论,我们先来了解一下上面提及的由美国斯坦福大学、加州大学伯克利分校和德克萨斯A&M大学的研究人员共同攻克难题得出来的研究新成果——一种由二碲化钨金属组成的新系统,这些二碲化钨排列成一堆超薄层,每层仅有3个原子厚。层状二碲化钨制2D金属芯片可代替硅芯片存储数据,且比硅芯片更密集、更小、更快,也更节能。

层状二碲化钨制2D金属芯片图片

研究人员是如何通过二碲化钨薄层读取数据的?

据悉,研究人员对二碲化钨薄层结构施加微小电流,使其奇数层相对于偶数层发生稳定的偏移,并利用奇偶层的排列来存储二进制数据。数据写入后,再通过一种称为贝利曲率的量子特性,在不干扰排列的情况下读取数据。

这种新数据存储系统与现有的基于硅的数据存储系统相比所具有的巨大优势在于:它可以将更多的数据填充到极小的物理空间中,并且非常节能,数据写入速度也可以比现有技术快100倍。此外,对WTe2超薄层进行非常小的调整,就会对它的功能特性产生很大的影响,而利用这一知识来设计新型节能设备,有望实现可持续发展和更智慧的未来存储方式。当然了,科研探索,永无止境,该团队的研究人员还在研究下一步改进的方法,例如,寻找除WTe2之外的其他2D材料,目的仍是提高数据储存速度。
 

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