二碲化鎢的2D金屬芯片，數(shù)據(jù)寫(xiě)入速度提高了100倍之多

據(jù)英國(guó)《自然·物理學(xué)》雜志近日發(fā)表的一項(xiàng)研究，一個(gè)美國(guó)聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)利用層狀二碲化鎢制成了二維（2D）金屬芯片，其厚度僅三個(gè)原子！在更節(jié)能的同時(shí)，儲(chǔ)存速度提高了100倍之多，為開(kāi)發(fā)下一代數(shù)據(jù)存儲(chǔ)材料奠定了基礎(chǔ)。更快、更密集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)革命即將來(lái)臨了嗎？

當(dāng)今世界所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)比以往任何時(shí)候都多，然而我們當(dāng)前的存儲(chǔ)系統(tǒng)已接近大小和密度的極限，因此迫切需要相關(guān)技術(shù)革命?？茖W(xué)家正在研究數(shù)據(jù)的其他保存形式，包括存儲(chǔ)在激光蝕刻的載玻片、冰冷分子、單個(gè)氫原子、全息膠片甚至DNA上。

在這次的新研究中，美國(guó)斯坦福大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校和德克薩斯A＆M大學(xué)的研究人員嘗試了另一種方法，他們研發(fā)的新系統(tǒng)由二碲化鎢金屬組成，排列成一堆超薄層，每層僅有3個(gè)原子厚。其可代替硅芯片存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，且比硅芯片更密集、更小、更快，也更節(jié)能。

研究人員對(duì)二碲化鎢薄層結(jié)構(gòu)施加微小電流，使其奇數(shù)層相對(duì)于偶數(shù)層發(fā)生穩(wěn)定的偏移，并利用奇偶層的排列來(lái)存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)寫(xiě)入后，他們?cè)偻ㄟ^(guò)一種稱(chēng)為貝利曲率的量子特性，在不干擾排列的情況下讀取數(shù)據(jù)。

團(tuán)隊(duì)表示，與現(xiàn)有的基于硅的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)相比，新系統(tǒng)具有巨大優(yōu)勢(shì)——它可以將更多的數(shù)據(jù)填充到極小的物理空間中，并且非常節(jié)能。此外，其偏移發(fā)生得如此之快，以至于數(shù)據(jù)寫(xiě)入速度可以比現(xiàn)有技術(shù)快100倍。

目前，團(tuán)隊(duì)已為該設(shè)計(jì)申請(qǐng)了專(zhuān)利。他們還在研究下一步改進(jìn)的方法，例如尋找除二碲化鎢之外的其他2D材料。研究人員表示，對(duì)超薄層進(jìn)行非常小的調(diào)整，就會(huì)對(duì)它的功能特性產(chǎn)生很大的影響，而人們可以利用這一知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)新型節(jié)能設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和更智慧的未來(lái)存儲(chǔ)方式。

我們的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，早已從磁帶、軟盤(pán)和CD等介質(zhì)，進(jìn)化到了能夠在無(wú)數(shù)微型晶體管中保存數(shù)據(jù)的精密半導(dǎo)體芯片，而且其容量可以呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。這是一個(gè)壯舉。但時(shí)至今日，硅基芯片的能力仍告不足——人類(lèi)數(shù)據(jù)爆炸式增長(zhǎng)的同時(shí)，還要對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)快速地利用、分析，不斷增加的需求給存儲(chǔ)方式不斷帶來(lái)新的壓力。這一狀態(tài)無(wú)疑將推動(dòng)存儲(chǔ)方式持續(xù)變革，究竟誰(shuí)會(huì)在這一次的革新中發(fā)揮最重要的作用？有人說(shuō)是DNA，也有人說(shuō)是單原子。全球都在注視著，這些候選者中哪個(gè)技術(shù)最先成熟，或哪個(gè)能率先投入市場(chǎng)應(yīng)用。

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