纳米级硅交换机在存储数据时比机电手段更有效

没有齿轮或杠杆,甚至,对于那些记得这些事情的人来说,穿孔卡片在长方形的盒子里运输。然而,一项波士顿大学由物理学家Pritiraj Mohanty领导的团队确实在出价中更新了一个明确的“旧”技术,以便为今天的计算机提供更好的数据存储系统。

莫汉蒂是波士顿大学物理系的助理教授,他已经用硅雕刻出了微小的开关,制造出了比人的头发还要小几千倍的机械开关。

当通过了考验的数据存储工具,这些纳米级设备能够运转的密度远远超过电磁系统的物理限制,可以检索信息的速度巡航在兆赫和兆赫范围,分别每秒数百万和数十亿的周期。

Mohanty还发现,电源电量的开关比当前系统所需的电力大约一百万倍。

“这是一场新的比赛,”莫汉蒂说。“通过对旧技术的全新审视,我们生产出了比目前使用的更快、更好的记忆细胞。这种机械设备是改善数据存储的一种全新方法。”

研究人员使用电子束光刻来产生微小装置的光束和焊盘设计,雕刻由由单晶层的硅和氧化硅制成的晶片的开关。开发用于集成电路行业的电子梁光刻已成为微机电(MEMS)器件,超小型传感器,开关和微型技术和纳米技术行业的齿轮制造技术。

为了测试设备的能力,研究人员将纳米结构夹紧在每一端,有效地悬挂梁,然后通过附接电极推动Megahertz频率电流。当足够强烈驱动时,光束在两个不同和不同的状态之间切换,所需的“0”和“1”条件通常用于描述用于访问存储的数据的过程。

该装置的微小尺寸允许其快速振动,实现每二次频率为23.57兆赫兹的数百万次。这种速度反映了设备可以“读取”存储信息的速率。作为比较,当前笔记本电脑中的硬盘驱动器可以在实际操作中以几百千赫兹(每秒数千个周期)的速度读取。研究人员推测,甚至更小的光束可被产生,并且这样的设备可以实现在千兆赫兹范围内真正的读取速度 - 十亿每秒的周期。

这种微型机械存储系统的其他优点还包括它的埃大小的“运动范围”,与当前机器的读写功能所需的毫瓦或微瓦功率相比,它在不同状态之间仅使用飞毫瓦的功率进行振动。该装置还克服了限制当代系统的超顺磁效应,使光束的密度超过了目前每平方英寸100g的上限。此外,与传统的电子或磁电存储系统不同,这些纳米机械存储单元在电场和磁场中具有弹性。

“他们非常强大,”Bu的物理系的团队成员和研究生罗伯特巴厘岛说。“这些机械开关不仅可以承受辐射障碍,如太阳耀斑,即使在被丢弃后也足够努力工作。”

除了Mohanty和Badzey,波士顿大学的研究团队还包括物理学研究生Guiti Zolfagharkhani和工程学院航空航天和机械工程系的研究生Alexei Gaidarzhy。他们的论文将刊登在10月18日出版的美国物理学会的杂志《应用物理快报》上。这项研究得到了美国国家科学基金会(National Science Foundation)纳米探索研究项目和国防部陆军研究实验室(Army research Laboratory of The Depa欧洲杯线上买球rtment of Defense)的资助。

波士顿大学物理系提供了在诸如实验高能物理和天体物理、分子生物物理、理论凝聚态物理和聚合物物理等领域的研究机会。航空航天与机械工程系的研究包括机器人技术、微机电系统和纳米技术。

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