太字節數據“塞進”毫米級存儲器

　　美國芝加哥大學研究人員開發出一種創新性的存儲技術，利用晶體內的單原子缺陷來表示數據存儲中的二進制數“1”和“0”，將幾個太字節（TB）的數據存儲在邊長僅為1毫米大小的晶體立方體中。相關論文發表在最新一期《納米光子學》雜志上。

　　研究中使用的晶體在紫外線下充電。芝加哥大學普利茲克分子工程學院實驗室發明的這一工藝可應用于多種材料，充分利用稀土強大而靈活的光學特性。圖片來源：芝加哥大學普利茲克分子工程學院

　　歷史上，用于表示二進制數據“1”和“0”的物理載體（如打孔卡片、真空管、晶體管等）的尺寸，限制了設備可存儲的信息量。此次，研究人員利用晶體結構中缺失的原子，在不超過1毫米的空間中存儲了數兆字節數據。

　　這種存儲技術將稀土元素（也稱為鑭系元素）融入晶體中，研究人員特別使用了鐠和氧化釔晶體。這些晶體中存在固有缺陷，如晶格中缺少單個氧原子，留下空隙。晶體缺陷在量子研究中通常用于創建“量子比特”。

　　研究人員解釋說，稀土元素表現出特定的電子躍遷，可選擇精確的激光激發波長進行光學控制，范圍從紫外線到近紅外區域。激光激發鑭系元素，使其釋放電子，這些電子被氧化晶體中的缺陷捕獲。

　　研究人員可控制哪些缺陷帶電，哪些不帶電，將帶電間隙指定為“1”，不帶電間隙指定為“0”，從而將晶體轉變為一種高效存儲設備，超越以往傳統計算的限制，實現了極高的數據存儲密度。

　　與通常由X射線或伽馬射線激活的劑量計不同，這種存儲設備可由簡單的紫外線激光觸發。

　　研究人員認為，這項技術展示了一種跨學科方法，即應用量子技術改造經典的非量子計算機。它將最初專注于輻射劑量計的研究，重新用于革命性的微電子存儲器。這項技術突破了數據存儲的限制，為傳統計算機帶來新的超緊湊、大容量存儲解決方案。