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纳米存储将彻底改写IT产业历史

2019-10-09 16:15:40来源:励志吧0次阅读

科学家们认为,存储设备采用这种技术后可以实现在每平方英寸上存储10TB数据,这是目前能达到的存储密度的15倍,而且没有坏点。如果按照这个存储密度来计算的话,保存在250张DVD上的数据只需要一个硬币大小的地方就可以存储下来,也就是直径25.26毫米那么大。

一些大学的研究人士预言,很快我们就可能看到存储技术上获得突破,在一个硬币大小的面积上存储250张DVD的内容。因为不久前美国伯克利加利福尼亚大学和马萨诸塞大学安姆斯特分校的科学家已经找到了一种新的方法,能让某些种类的分子在较大范围内按照特定的规律排列。这一研究成果已经发布在不久前出版的一期《科学》杂志上。参与研究的一名研究人员说,如果有公司参与推动的话,这项技术有可能在10年内完成商业化。

找到生产高密度存储材料的方法

该项研究成果的主要发明人、科学家Thomas Russell和徐挺说,在同样的空间内分子数量越多意味着在同一空间能存储的数据越多、屏幕分辨率越高、光电池更能持久。他们认为,这一技术有望改变微电子行业和存储行业。Russell是安姆斯特分校材料研究科学和工程中心的主任,同时也是伯克利加利福尼亚大学的访问学者,徐挺是伯克利加利福尼亚大学化学和材料科学和工程系的助理教授。

Russell和徐挺找到了一种新的方法来制造嵌段共聚物(block copolymer),也就是让化学性质不同的聚合物链自己结合在一起。此前,人们已经发现聚合物链能以一种精确的方式、等距离地结合,但是,在过去的10年中科学家们一直没有解决的一个问题是,无法让聚合物链在较大范围内始终按照同样的方式聚合。

Russell和徐挺使用市场上就有销售的人造蓝宝石水晶来引导聚合物链精确地按照一定方式结合。当把水晶加热到1300°C~1500°C之间时,水晶会变成锯齿状,可以用来引导嵌段共聚物的结合。

徐挺说,采用这种技术的唯一限制是,生成的嵌段共聚物的大小受制于蓝宝石的大小。比较好的是,一旦蓝宝石被加热到变成所需要的形状后,这个模板可以重复使用,而且不管是水晶还是聚合物链目前在市场上都可以买到,“我们这里用到的所有材料没有哪一个是特殊的”。

新技术将改写IT产业

科学家们认为,存储设备采用这种技术后可以实现在每平方英寸上存储10TB数据,这是目前能达到的存储密度的15倍,而且没有坏点。如果按照这个存储密度来计算的话,保存在250张DVD上的数据只需要一个硬币大小的地方就可以存储下来,也就是直径25.26毫米那么大。

基于这个技术还可以获得高分辨率的图像,每个像素3个纳米,图像可以大到足够覆盖一个露天的体育场。该技术的另一个用处是生产高密度的光电池,它能吸收更多的太阳能从而提供更多的能量。

之前的研究人员提高存储密度的方法是光微影术(optical lithography),简单地说就是将设计好的线路图形完整且精确地复制到晶圆上。具体办法是,事先将设计好的图形制作成光罩(photo mask),应用光学成像的原理,将图形投影至晶圆上,晶圆上涂有感光材料,图形会在晶圆上曝光。通过这个处理过程来促使共聚物重组。

而Russell和徐挺所使用的技术与之不同。该技术能生产出晶体管间距只有3纳米的芯片,这要远远领先现有的微处理器生产技术,目前最好的生产工艺只能达到45纳米。光刻工艺在提供密度方面遇到根本性的困难。此外,与之相比,新的技术还将减少对环境有害的化学物质的使用。不过,徐挺说,目前要将这项技术真正应用到CPU的制造时还存在一些问题,比如需要生产CPU需要的晶格。

分析师高度评价这一技术。Insight64首席分析师Nathan Brookwood认为,存储密度的提高将会给人们未来的生活带来不少方便,比如人们以后可以随身携带更多的数据,以光盘形式提供的音乐和电影质量也会更高,未来的电影也许会采用全息摄影。

他认为,伯克利加利福尼亚大学和马萨诸塞大学安姆斯特分校正在申请专利的这项技术很可能将给整个IT产业带来根本性的变革,不仅如此,还有可能给更多经济领域带来根本性的改变。

“过去,正是此类基础性的材料科学的研究让美国的硅谷和整个美国的制造业变得如此强大,” Brookwood说,“而这几年,美国从事这么基础性的科学研究的人越来越少了。”

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