能把數據存儲的讀寫速度提高1000倍的新技術——自旋電子學

天下 05-15

人類對數據儲存空間永遠也不會滿足：現在軟體程序都比從前需要更多的空間，更不用說我們每天新建的各種照片、音樂和視頻了。

現在來自英國鑽石光源的國際團隊認為他們已經找到一種叫做「自旋電子學」(spintronics)的技術，它可以不斷滿足我們的儲存需求。這種技術的一些特性不僅可以幫助我們儲存1和0，還可以顯著提高數據儲存密度。

這是研究者們首次探索將反鐵磁性物質作為磁儲存介質的可能性。

每個原子都有一個叫做「自旋」的特性，你可以想像一個微型的條形磁鐵，有著北極和南極。在反鐵磁性物質中，這些自旋都是按照首尾相接的順序排列的，抵消了一切外部磁場。

通常來說，數據位的儲存是利用電流翻轉自旋的方向實現的。由於反鐵磁性物質不允許這樣，研究者們就想出了一種新方法來旋轉每一對自旋來儲存數據而並非翻轉它們。

從根本上說，就是使用電子的自旋而不是它們的電荷來記錄1和0.

能把數據存儲的讀寫速度提高1000倍的新技術——自旋電子學

以上是科學原理，接下來就是實際的好處了。首先，相比我們現在使用的數據儲存裝置，它沒有電流密度變化，所以更新起來會更加容易。其次，反鐵磁性物質不會發射外部磁場，所以裝置不會干擾其他設備，也不會被監視。

沒有磁場也意味著平均個體可以更加緊湊，更小的空間里可以裝更多的數據。在無電情況下信息可以保持完整，而且可以在室溫下讀寫——這些都是下一代數據儲存技術的關鍵。

根據團隊介紹，通過自旋電子學，他們可以將讀寫速度提高1000倍。而且這種材料製作起來也很簡單。團隊已經在試驗一塊反鐵磁性的銅錳砷(CuMnAs)薄片，但是他們認為還有更合適的材料。

將自旋電子學應用在筆記本和手機上還需要一段時間，但是它的潛力是肯定的。首席研究者Peter Wadley說：「這項技術非常美好，但是也很負責，現在的實踐還處在相對簡單的階段。」

他們的研究已經發表在《科學》(Science)上。

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