穀研試劑-科學家實現近室溫條件下單分子存儲

科學家實現近室溫條件下單分子存儲(chu)

據物理學家組織網近日報道，一個(ge) 由美國麻省理工大學、印度科學教育研究院等單位科學家組成的小組，對以往的“分子存儲(chu) ”實驗技術進行了改良，使其能在攝氏零度左右運行，並使製造工藝大大簡化。相關(guan) 論文發表在《自然》雜誌上。

上世紀80年代時，硬盤每平方英寸隻能存半兆字節，現在已接近百萬(wan) 兆。如果能實現單分子存儲(chu) ，有望使存儲(chu) 密度再提高000倍。但以往的技術要求物理係統在接近零度下工作，而且存儲(chu) 設備是一種“三明治”式夾層結構，由兩(liang) 層鐵磁電極夾一層存儲(chu) 分子構成，製造工藝複雜而耗時。

改良後的存儲(chu) 設備製造工藝大大簡化。其存儲(chu) 分子由印度研究人員開發，用的是“石墨烯片”，即一層平麵碳分子層附著鋅原子構成，互相之間天然具有整齊排列在一起的性質。該設備隻有一個(ge) 鐵磁電極，相當於(yu) 半個(ge) “三明治”，通過沉積法就能形成非常薄且排列整齊的原子層。

電極設備由麻省理工大學雅格戴斯·穆德拉小組開發。zui初，他們(men) 是在鐵磁電極上沉積了一層薄膜材料，然後在上麵再加一層鐵磁電極，做成磁性存儲(chu) 器的標準結構。按照設想，通過相對改變電極的磁性方向，會(hui) 使設備的導電性產(chan) 生跳變，而這兩(liang) 種導電狀態就分別代表了二進製中的0和。但令人吃驚的是，他們(men) 檢測到導電性發生了兩(liang) 個(ge) 跳變而不是一個(ge) ，這表明兩(liang) 個(ge) 電極各自獨立改變了設備的導電性。他們(men) 又用一個(ge) 鐵磁電極和一個(ge) 普通金屬電極進行了實驗，普通金屬電極隻是為(wei) 了讀取通過分子的電流，結果發現導電性跳變依然存在。

為(wei) 此他們(men) 改變了設計。製造一個(ge) 存儲(chu) 單元時，其底層電極用沉積法，形成幾乎的一層，然後鋪上存儲(chu) 分子，頂層電極設計成一個(ge) 微小針尖，就像原子力顯微鏡的探針那樣，在存儲(chu) 分子上占不到納米。穆德拉解釋說，如果上麵再沉積一層鐵磁電極，電極分子就傾(qing) 向於(yu) 和存儲(chu) 分子混合，會(hui) 削弱其性能。而且為(wei) 防止存儲(chu) 單元之間靠得太近而彼此影響，他們(men) 用堆疊式存儲(chu) 克服了壓縮密度的限製。

“在近室溫下表現出導電性的轉變，這一效果來自分子與(yu) 磁性表麵之間的強相互作用，能讓分子有磁性並保持穩定。”穆德拉的博士生、麻省理工大學材料科學與(yu) 工程係的卡西克·拉曼說。

目前，他們(men) 造出的實驗性存儲(chu) 設備導電性雖然隻改變了20%，還不足以用作商業(ye) 設備，但穆德拉表示，這還隻是概念性論證。他們(men) 提出的理論解釋了人們(men) 未曾預料的單電極轉換現象，經過進一步研究有望設計出新的有機分子，使導電性變化率更高。