《自然通讯》借助稀有气体获得更好的数字记忆

B站影视 2025-02-05 15:56 2

摘要:通过在更小的空间内安装更多存储单元,未来的电子产品可以变得更小、更高效。实现这一目标的一种方法是在制造数字存储器时添加惰性气体氙气。林雪平大学的研究人员在《自然通讯》上发表的一项研究中证明了这一点。这项技术即使在小腔体中也能实现更均匀的材料涂层。

通过在更小的空间内安装更多存储单元,未来的电子产品可以变得更小、更高效。实现这一目标的一种方法是在制造数字存储器时添加惰性气体氙气。林雪平大学的研究人员在《自然通讯》上发表的一项研究中证明了这一点。这项技术即使在小腔体中也能实现更均匀的材料涂层。

25 年前,相机存储卡可以容纳 64 兆字节的信息。如今,相同物理尺寸的存储卡可以容纳 4 兆字节的信息,比以前多了 60,000 多倍。

电子存储空间(例如存储卡)是通过交替使用数百层导电和绝缘材料薄层而创建的。然后在这些层上蚀刻出许多非常小的孔。最后,用导电材料填充这些孔。这是通过使用一种技术来实现的,在该技术中,各种物质的蒸气用于创建薄材料层。

三种不同材料在孔中相遇的每个点都会产生存储单元。存储单元共同构成数字存储器。相遇点越多,存储器中可以存储的信息就越多。这意味着,层数越多、孔越薄,存储单元就越多。但这也使得填补孔洞变得更加困难。

“问题在于如何将材料放入孔中,并均匀地覆盖孔内表面。你不会希望孔的开口处有更多材料——它会堵塞开口,你无法填充孔的其余部分。携带材料原子的分子必须能够一直到达底部,”林雪平大学无机化学教授 Henrik Pedersen 说。

为了理解这一挑战,我们可以将要填补的孔洞与世界最高建筑迪拜哈利法塔(828 米)进行比较。要填补的孔洞直径为 100 纳米,深度为 10,000 纳米,即比例为 100 比 1。如果将此应用于哈利法塔,该建筑底部宽度仅为 8 米。

林雪平大学的研究人员现在所做的是在实际涂层过程中添加一种重的稀有气体氙气,这意味着孔底部的材料厚度等于顶部的材料厚度。

最常见的方法是降低温度。这会减缓化学反应,但也会导致材料性能变差。通过添加氙气,研究人员能够使用足够高的温度来实现真正良好的材料质量。

“我们还不知道这究竟是如何实现的。我们认为氙气有助于‘推动’分子进入黑洞。这是我的博士生 Arun Haridas Choolakkal 的绝妙之举。他研究了气体运动的一些基本公式,并提出了这应该有效的假设。我们一起进行了一些实验来测试它,结果成功了,”Henrik Pedersen 说。

研究人员已经为该技术申请了专利,然后将专利出售给芬兰的一家公司,该公司目前已在多个国家申请了专利。

“这是一种让专利继续有效的方式,而且相关公司有资源进一步开发这项技术。我认为这项技术很有可能成为行业标准,”Henrik Pedersen 说道。

来源:人工智能学家

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