鑽石閃閃惹人愛：鑽石晶體中三維分布空穴可存儲大量數據
圖片展示了用鑽石做成的三維光學數據存儲設備的原理。 新浪科技訊 北京時間11月30日消息，據國外媒體報道，鑽石閃閃惹人愛，但今後的鑽石可能會向更加實用的方向發展。一項最新研究指出，我們或許可以利用鑽石晶體中按三維分布的空穴來存儲大量數據。
幾十年以來，人們一直用和天然鑽石硬度相差無幾的人造鑽石製造工業鑽頭、鋸條、以及醫療植入物的外膜等。但科學家近日發現，如果在鑽石上人為地製造出一些縫隙，或許能讓它們在量子計算機中也發揮用武之地。研究表明，量子計算機在一瞬間完成的計算量可以超過整個宇宙中原子數量的總和。
科學家稱，鑽石上的縫可以用來存儲信息，就像CD和DVD光碟上的微型「小坑」一樣。「我們率先發現可以把鑽石作為超密存儲的平台。」該研究的主要作者、紐約城市學院物理學家希德哈斯·多姆卡爾(Siddharth Dhomkar)說道。
有一部分鑽石的晶體結構中缺失了一些碳原子，從而構成了一些空穴。由於空穴周圍聚集了一些氮原子，因此這種缺陷被稱作氮空穴色心(nitrogen vacancy centers)。研究人員用這樣的鑽石進行了一系列實驗。這些空穴中通常儲存著電子，因此使鑽石帶上了負電荷。不過，研究人員可以通過向鑽石發送激光，將其轉化為中性。在吸收了激光之後，空穴的特性便會發生改變：它們在光線照射下不會再閃爍，而是會始終保持黯淡的色澤。這一變化是可逆的，持續時間很長，並且弱光照射不會對其造成干擾。
這一研究發現說明，鑽石可以以負電荷和中性電荷的形式存儲數據，然後由激光完成讀取、寫入、抹除和重新寫入等任務。多姆卡爾指出，每位元組數據在鑽石上僅需佔據幾納米的空間，比現有的任何數據存儲設備都小得多，因此有助於我們研發超密計算機存儲技術。不過，研究人員目前還無法從如此微小的結構中讀取或寫入數據。但他們確實證明了自己可以解碼3D形式的數據(由2D圖像堆疊而成)。「如果引入第三維度，數據存儲能力將大大提高。」多姆卡爾指出。利用研究人員所研發的3D數據存儲技術，我們或許能創造出一種新型數據存儲光碟，存儲空間可達普通DVD光碟的100倍。
接下來，多姆卡爾和同事們將繼續探索如何從鑽石晶體的納米級結構中讀取和寫入數據。他表示：「用鑽石製成的晶元數據存儲密度將遠遠超過傳統的硬碟。」(葉子)
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