橫截面積僅一平方納米

迄今最小原子存儲(chǔ)單元面世

科技日?qǐng)?bào)北京11月26日電 (記者劉霞)據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)23日?qǐng)?bào)道，美國(guó)科學(xué)家研制出了迄今最小的存儲(chǔ)設(shè)備，其橫截面積僅1平方納米，容量約為25兆比特/平方厘米，與目前的商用閃存設(shè)備相比，每層的存儲(chǔ)密度提高了100倍。研究人員表示，最新研究有助于科學(xué)家研制出更快、更小、更智能、更節(jié)能的芯片，應(yīng)用于從消費(fèi)電子到類腦計(jì)算機(jī)等多個(gè)領(lǐng)域。

研究人員稱，最新研究基于他們兩年前的研究成果。當(dāng)時(shí)，他們研制出了那時(shí)最纖薄的存儲(chǔ)設(shè)備——“atomristor”，其厚度僅為單個(gè)原子厚度。但要使存儲(chǔ)設(shè)備變得更小，橫截面積也要更小。因此，在最新研究中，他們將存儲(chǔ)器的橫截面積縮小到僅1平方納米。

研究人員解釋稱，制造存儲(chǔ)設(shè)備的材料中的缺陷或孔洞是其擁有高密度存儲(chǔ)能力的關(guān)鍵所在。最新研究負(fù)責(zé)人、得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校電氣和計(jì)算機(jī)工程學(xué)系教授德杰·阿金沃德說：“當(dāng)一個(gè)額外的金屬原子闖入納米孔洞內(nèi)并填充它時(shí)，會(huì)將自己的一些導(dǎo)電性能賦予材料，這會(huì)產(chǎn)生變化或存儲(chǔ)效應(yīng)。”

阿金沃德介紹道，最新研制出的存儲(chǔ)器是一種憶阻器，這是存儲(chǔ)器研究領(lǐng)域的“香餑餑”，它們可以做更小，同時(shí)擁有更多存儲(chǔ)容量。存儲(chǔ)設(shè)備越小，越有望催生更小的芯片和處理器，如此也有助科學(xué)家們研制出更緊湊的計(jì)算機(jī)和手機(jī)。縮小尺寸也可以降低存儲(chǔ)器的能耗并提高存儲(chǔ)容量，這意味著科學(xué)家們可以研制出能耗更少但運(yùn)行速度更快、更智能的設(shè)備。

美國(guó)陸軍研究辦公室資助了這一研究，該辦公室項(xiàng)目經(jīng)理帕尼·瓦拉納西說：“這項(xiàng)研究獲得的結(jié)果為開發(fā)國(guó)防部感興趣的下一代應(yīng)用，如超高密度存儲(chǔ)、神經(jīng)形態(tài)計(jì)算系統(tǒng)、射頻通信系統(tǒng)等鋪平了道路。”

阿金沃德說：“存儲(chǔ)器領(lǐng)域的‘圣杯’是用單個(gè)原子控制存儲(chǔ)功能，我們?cè)谛卵芯恐袑?shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。盡管最新研究使用二硫化鉬作為主要納米材料，但我們認(rèn)為，該發(fā)現(xiàn)可能適用于數(shù)百種相關(guān)的原子厚度的纖薄材料。”

總編輯圈點(diǎn)

憶阻器就是記憶電阻，最吸引人的一點(diǎn)：它可以記憶流經(jīng)它的電荷數(shù)量，或者說，能記住很多信息，這和生物的神經(jīng)細(xì)胞非常像。亦因此，對(duì)憶阻器的研發(fā)總是和神經(jīng)形態(tài)計(jì)算系統(tǒng)聯(lián)系在一起。人們?cè)?jīng)很擔(dān)心這一研究最終會(huì)導(dǎo)致《終結(jié)者》里的“天網(wǎng)”出現(xiàn)，其獲得自我意識(shí)后對(duì)創(chuàng)造者人類倒戈相向。但就目前的研究水平來說，這一擔(dān)心還為時(shí)過早。越來越小的憶阻器的出現(xiàn)，可以幫助我們實(shí)現(xiàn)更小的芯片和處理器，消耗更少的電力、占用更少的空間，然后在遙遠(yuǎn)的未來，或真正出現(xiàn)一套與生物大腦沒有太大區(qū)別的計(jì)算系統(tǒng)。

[責(zé)任編輯：楊凡、武云泉]

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