英开发出基于自旋电子技术的3D存储芯片

据美国每日科学网1月31日（北京时间）报道，英国剑桥大学的科学家开发出一种新型3D存储芯片。目前的存储芯片多为平面结构，数据只能前后左右移动，而这种3D存储芯片可实现数据在三维空间中的存储和传递，将大幅提高目前存储设备的存储能力。相关论文发表在1月31日出版的《自然》杂志上。

论文合著者、剑桥大学博士雷纳德·拉沃瑞森说，目前大多数存储芯片都如同平房一样，所有一切都发生在同一层面上。而新研究像是建造了一栋楼房，并在各个楼层间架设了楼梯，帮助数据在不同楼层间实现传递。

传统上，存储芯片采用电子保存数据，硬盘中采用磁性记录数据，这次研究将这两种方法进行了融合。剑桥大学的科学家使用了一种被称为自旋电子芯片的微芯片，即电子功能基于引起磁性的电子旋转，而不是传统微芯片使用的电荷。自旋电子正在越来越多的被用于计算机，人们普遍认为，未来几年中，它们将成为标准的存储芯片。

为了创建微芯片，他们首先使用了一种被称为“溅射”的技术，让钴、铂、钌原子在硅芯片上像多层三明治一样被重叠起来。钴和铂的原子存储数字信息的方式与传统硬盘类似，而钌原子则充当信使的角色，让住在不同“楼层”的钴和铂原子互通有无。这种“楼梯”的每一节“台阶”只有几个原子高。研究人员借助激光，通过磁光克尔效应（MOKE）探测不同“楼层”的数据内容。数据的传输和移动则通过开关磁场的方式来实现。

负责此项研究的剑桥大学卡文迪什实验室的拉塞尔·卡本教授说：“这是材料科学威力的一次精彩展示。此前，要实现这样的效果，我们只能借助一系列的电子晶体管。现在，只需通过对不同元素进行巧妙地组合和利用即可。这是21世纪人们的创造方式，即利用现有的元素和材料创造出前所未有的新功能。”